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1、激光測量技術總結第一章激光原理及技術第一節(jié)輻射理論概要1.什么是光的波粒二象性光電效應光量子學說原子能級、簡并度及玻爾茲曼分布光與物質之間的作用第二節(jié)激光產生的原理及條件1、由光與物質之間的相互作用出發(fā)，引申產生超強激光的可能2、粒子數反轉分布及泵浦過程什么是泵浦，泵浦的種類有哪些3、什么是增益介質？其應滿足什么樣的條件才能成為增益介質4、諧振腔的作用有哪些？結合激光的縱模5、激光產生的條件:泵浦、增益介質、諧振腔、閥值條件6、激光器結構及分類第三節(jié)激光的基本物理性質一、激光的方向性,度量方向的指標有哪些:發(fā)散角空間立體角二、激光的高亮度三、激光的單色性線寬
2、的定義是什么?影響因素有哪些?介質的均勻性諧振腔的類型、腔長泵浦方式工作的狀態(tài)四、激光的時間相干性和空間相干性什么是時間相干性和空間相干性相干長度Lc=CΔttcΔυ=1橫向相干長度第三節(jié)激光的基本物理性質五、激光的縱模與橫模物理性質每一個諧振頻率的振蕩,成為一個模式沿軸向傳播的振動模式,稱為軸向模式,簡稱軸?；蛘呖v模如何形成單模激光?橫模TEMmnq對稱mnq軸向X向暗條紋數Y向暗條紋數縱模數旋轉圓周向暗條紋數徑向暗條紋數縱模數第四節(jié)高斯光束一、高斯光束的表達式束腰的定義…第四節(jié)高斯光束二、高斯光束的特性什么時候是平面波？什么時候匯聚/發(fā)散？三、高斯光束的
3、聚焦條件L>>f才有ω’=λf/πω，ω為透鏡前的束腰大小五、高斯光束的準直倒置望遠鏡第五節(jié)激光的穩(wěn)頻技術激光頻率變化的原因?溫度變化振動大氣影響其他物理原因，如磁場、電場，力2為什么要穩(wěn)頻?波長基準3如何度量頻率穩(wěn)定?頻率穩(wěn)定度頻率再現性4穩(wěn)頻的種類:主動被動lamb下陷Zeeman效應雙頻激光第六節(jié)激光調制技術一、光調制的基本概念幅值調制、強度調制、頻率調制、相位調制內/外調制二、電光調制電光效應pockels效應用途三、聲光調制彈光效應，Bragg四、磁光調制:法拉第旋光效應特點五、電源調制電源調制成直接調制六、干涉調制第二章激光干涉測量技術第一節(jié)激光
4、干涉測量長度和位移—、干涉測長的基本原理激光干涉的條件：頻率相同、相位差初始恒定、振動方向相同（非正交）、小于波列長度（Δτ≤1/Δυ）二、測量系統(tǒng)組成:激光干涉系統(tǒng)、條紋計數計數和處理結果的電子機械系統(tǒng)光路布置原則條紋計數與判向原理三、干涉條紋對比度第三節(jié)激光外差干涉測量技術外差干涉儀的定義及原理：優(yōu)點：能力：電路靜態(tài)頻率：V1-V2動態(tài)頻率：(V1-V2）±Δf為不失真,Δf≤1/3(V1-V2)所以對于一個雙頻激光干涉儀其最大的測量速度為:v≤λ/6(V1-V2)第四節(jié)激光全息干涉測量技術一、全息干涉基本原理記錄波前信息二、全息干涉測量技術實時法二次曝
5、光法時間平均法第五節(jié)激光散斑干涉測量技術什么散斑？散斑產生的條件：1）粗糙表面，h>λ產生均勻散斑2）必須有高相干光激光散斑干涉的特點ESPI定義及特點第六節(jié)激光光纖干涉測量技術其優(yōu)點是什么？分類及各自特點邁克耳遜（Michelson）光纖干涉儀馬赫-澤德（Mach-Zehnder）光纖干涉儀薩格奈克(Sagnac)光纖干涉儀法布里-珀羅(Fabry-Perot)光纖干涉儀第七節(jié)激光多波長干涉測長技術無導軌絕對測量技術傳統(tǒng)技術的缺點:需要導軌,計時從始態(tài)到終態(tài)全部過程,中間不允許掉電.計數時間長,測量長度較大時耗時時間長,易受環(huán)境因素的影響無零位,增量式測量
6、,不能測量絕對位移小數重合法合成波長半導體激光線性調頻絕對距離干涉測量正弦調制半導體激光干涉測距第三章激光衍射測量技術第一節(jié)激光衍射測量原理衍射/繞射定義一、菲涅耳衍射和夫瑯和費衍射兩者的區(qū)別:按光源、障礙物/衍射物，觀察屏三者之間的距離或位置二、單縫衍射測量單縫衍射特點及應用三、圓孔衍射測量Airy斑第二節(jié)激光衍射測量方法常用的測量方法主要有：1、間隙測量法2、反射衍射測量法3、分離間隙法4、互補測屏法5、愛里斑測量法6、衍射頻譜檢測法第三節(jié)激光衍射測量的應用應用:傳感器、孔徑測量、形貌、振動、折射率等光學接收器件的選擇與布置衍射級數的選擇一般2,3級條紋
7、計數越大(相對測量),越靈敏,但是強度變弱光電器件尺寸一般不要超過條紋間距條紋移動量不應該超過器件的尺寸或者條紋間隔否則容易發(fā)生誤判第四章激光準直及多自由度測量第一節(jié)準直測量原理1）振幅/光強測量法:a．菲涅耳波帶片法b.位相板法c.雙光束法干涉測量法:1．楔形板干涉法2.雙頻激光干涉法3.光柵干涉法偏振測量法第二節(jié)激光準直儀的組成主要組成(三部分):激光器光束準直擴束系統(tǒng)光電接收系統(tǒng)及處理電路部分激光器的選型及補償措施擴束裝置的種類及特點:1）開普勒式望遠鏡2）伽利略式望遠鏡3）組合式倒置望遠鏡光電接收器件:a.硅光電池二分型四象限器(四分型)b.PSD一
8、維PSD二維PSDc.光電倍增管d.CCD第三節(jié)大氣
