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1、第一讲 背景简介光学测试理论与技术推荐参考书：苏大图编：苏大图编：光学测试技术光学测试技术，北京理工大学出版社，北京理工大学出版社，20052005年年杨国光主编：杨国光主编：近代光学测试技术近代光学测试技术，浙江大学出版社，浙江大学出版社，20042004年年李旭等编：李旭等编：光电检测技术光电检测技术，科学出版社，科学出版社，20052005年年范志刚编：范志刚编：光电测试技术光电测试技术(第第2 2版版)，电子工业出版社，电子工业出版社，20082008年年浦昭邦主编：浦昭邦主编：光电测试技术光电测试技术，机械工业出版社，机械工业出版社，20052005年年组织中国国家计量局中国国家计量
2、局(政府机构政府机构)中国计量科学研究院(国家质检总局)中国计量学院中国计量学院(庄松林院士庄松林院士)中国计量测试学会中国计量测试学会(科协下属科协下属)中国计量测试学会网站：网站：http:/www.chinajlonline.org/0jljc/Xsjlxh.asp2727个专业委员会个专业委员会(光辐射计量专业委员会主任委员光辐射计量专业委员会主任委员 、多相流测试专业委员会主任委员、多相流测试专业委员会主任委员 )6 6个工作委员会个工作委员会光学测试技术概念光学测试技术：利用光学原理实现精密测量光学测试技术：利用光学原理实现精密测量的技术。的技术。近代光学测试技术：利用激光、计算机
3、等光近代光学测试技术：利用激光、计算机等光机电一体化实现精密测量的技术。机电一体化实现精密测量的技术。二套四个概念 计量计量(Metrology)(Metrology)：对物理量的：对物理量的标定，传递与控制，重点是确标定，传递与控制，重点是确保精度。保精度。测量测量(Measurement)(Measurement)：获取物理：获取物理量的方法，重点是获取方法。量的方法，重点是获取方法。检验检验(Inspection)(Inspection)：产品质量：产品质量的评估技术。的评估技术。测试测试(Measuring&TestingMeasuring&Testing)：测：测量与试验的总称，侧重
4、于技术量与试验的总称，侧重于技术方法。方法。光学计量光学计量(对光学量的标定对光学量的标定)：光强、亮度、照度、光谱、色光强、亮度、照度、光谱、色度等标定。度等标定。光学测量光学测量(对光学参数的测量对光学参数的测量)：D(D(通光孔径通光孔径)、f(f(焦距焦距)、2W2W(视场视场)、MTF(MTF(像质像质)。光学检测：对光学元件及光学光学检测：对光学元件及光学系统进行质量评估。系统进行质量评估。光学测试：用光学方法进行精光学测试：用光学方法进行精密测试。密测试。光学测试技术与近代光学测试技术 7070年代以前的光学测试：年代以前的光学测试：光干涉技术光干涉技术光散射技术光散射技术光度色
5、度技术光度色度技术光谱技术光谱技术光电技术光电技术光成像技术光成像技术光偏振技术光偏振技术薄膜测试技术薄膜测试技术8080年代后的近代光学测试：年代后的近代光学测试：l l激光数字干涉技术激光数字干涉技术l l光散斑技术光散斑技术l l光全息技术光全息技术l l光扫描技术光扫描技术l l光衍射技术光衍射技术l l光纤传感技术光纤传感技术l l光诊断技术光诊断技术l l光纳米技术光纳米技术光学测试技术的特色 非接触性：形成光探头，快，非接触性：形成光探头，快，3030万公里万公里/秒，无重量秒，无重量 遥测，软表面遥测，软表面(液面、高温表面液面、高温表面)特种测量特种测量(深孔、微控等深孔、微
6、控等)高灵敏度：波长在亚微米数量级高灵敏度：波长在亚微米数量级高精度：超精度测量，精度为正负高精度：超精度测量，精度为正负0.10.1微米微米三维性：全部信息三维性：全部信息实时性：光电响应实时性：光电响应psps(皮秒皮秒)fsfs(飞秒飞秒)，快速响应，生产，快速响应，生产线控制，实时监测控制线控制，实时监测控制精密光学测试技术的四大发展方向 1.1.静态静态 -动态：在线控制动态：在线控制(online)(online)；2.2.逐点逐点 -全场：三维形貌实时测量；全场：三维形貌实时测量；3.3.动态动态 -智能：存储、识别、知识库、识知；智能：存储、识别、知识库、识知；4.4.模块模块
7、 -芯片：技术集成在一个芯片上。芯片：技术集成在一个芯片上。测试技术的一般组成 光学测试技术的一般组成 光学测试技术主要讲述的内容 光源光源光电探测器光电探测器光学测试技术光学测试技术光光 源源分类分类分类分类：波段：红外、可见光、紫外；波段：红外、可见光、紫外；时间：连续光与脉冲光；时间：连续光与脉冲光；频率：单色光和复合光；频率：单色光和复合光；相干性：相干光源与非相干光源；相干性：相干光源与非相干光源；发光机制：光致发光、电致发光、场致发光、化学发光等。发光机制：光致发光、电致发光、场致发光、化学发光等。光源参数光源参数光源参数光源参数：辐射能、辐射通量、辐射强度辐射照度、辐射出射度、辐
8、射亮度、辐射能、辐射通量、辐射强度辐射照度、辐射出射度、辐射亮度、光谱辐射量等等。光谱辐射量等等。常用光源常用光源常用光源常用光源：热辐射光源、气体放电光源、固体发光光源、激光器等热辐射光源、气体放电光源、固体发光光源、激光器等光电探测器光电探测器分类分类分类分类：光子探测器：光电子发射探测器、光电导探测器、光伏光子探测器：光电子发射探测器、光电导探测器、光伏探测器、光电磁探测器；探测器、光电磁探测器；热探测器：测辐射温差热电偶、热电堆、电阻测辐射热热探测器：测辐射温差热电偶、热电堆、电阻测辐射热器、热释电探测器。器、热释电探测器。性能参数性能参数性能参数性能参数：响应率、单色灵敏度、响应时间、频率响应、信噪比、响应率、单色灵敏度、响应时间、频率响应、信噪比、暗电流、线性度、噪声特性等暗电流、线性度、噪声特性等光学测试技术光学测试技术光干涉技术；光散射技术；光谱技术；光电技术；薄膜测试技术；光调制技术等。