現代光學計量與測試

中文名：現代光學計量與測試
作    者：楊照金、范紀紅、王雷
出版社：北京航空航天大學出版社
出版時間：2010年5月1日
定    價：65 元
ISBN9787512400412

    光學計量是計量學的十大專業之一，是圍繞光學物理量測量技術和量值傳遞開展工作的。其主要任務是不斷完善光學計量單位制，復現物理量單位，研究新的計量標準器具和標準裝置，建立量值傳遞系統和傳遞方法，發展新的測試技術，以及研究新的光學計量理論。隨著科學技術的進步，光學計量測試技術得到飛速發展，已成為光學產業重要的支撐技術。

    本書是作者在為西安應用光學研究所培養碩士和博士研究生編寫的教材基礎上整理而成的，是作者多年從事光學計量測試研究工作的總結，也是對國防科技工業光學一級計量站20多年科研工作的總結。在介紹光學計量測試基本原理、計量基準、計量標準和光學參數測試方法的基礎上，盡可能反映當前光學計量科學研究的最新成果。

    書中內容共分為8章。第1章介紹光學計量的發展歷史和發展趨勢，以及計量學通用的一些知識。第2章為光輻射計量與測試，介紹從紫外到紅外全波段輻射計量基準、計量標準和測量方法。用較大篇幅介紹了紅外熱像儀校準技術，紅外光譜輻射計校準技術和瞬態光輻射校準技術。第3章為激光參數計量與測試，介紹激光計量基準、計量標準和主要參數測量方法，并系統介紹了強激光計量測試及激光測距機主要參數校準技術。第4章為光輻射探測器參數計量與測試，介紹了單元探測器和多元探測器評價參數和參數測量方法，對紅外探測器和紅外焦平面陣列探測器測量進行了重點介紹。第5章為光學材料參數計量與測試，介紹了可見光材料和紅外光學材料主要參數的測量方法，其中重點介紹了折射率測量的各種方法。第6章為成像光學計量與測試，介紹了成像光學系統像質評價、光學元件波像差測試與校準、光學元件主要參數測試方法等。第7章為微小光學計量與測試，介紹了集成光學、梯度光學和光纖元件主要參數測量方法，以及偏振保持光纖參數測量和單模光纖偏振模色散測量技術。第8章為微光夜視參數計量與測試，介紹了微光像增強器、微光夜視儀和微光夜視鏡的主要參數測量方法。

    第2章和第4章部分內容由范紀紅編寫，第3章和第5章部分內容由王雷編寫，其余章節均由楊照金編寫，全書由楊照金進行統稿。

    西安應用光學研究所許多同事參與了本書的編寫與整理，岳文龍高工、胡鐵力高工、史繼芳高工、王芳高工、王生云高工、楊紅研究員等參與部分內容的整理。郭羽、解琪同志參與插圖的整理。北京理工大學蘇大圖教授、西安電子科技大學安毓英教授通讀了全書，提出許多建設性意見和建議。本書采用了作者所在科研集體許多科研成果，也參考和引用了國內許多專家、學者的書籍和文獻。西安應用光學研究所領導的關心與支持使得作者能在較短的時間內完成本書。在此一并表示衷心的感謝。

    由于作者知識面和水平有限，不妥之處望廣大讀者批評指正。


第1章 緒論1
1.1 光學計量測試的研究范疇與發展歷程1
1.2 光學計量測試技術的發展趨勢2
1.3 計量學主要名詞術語4

第2章 光輻射計量與測試6
2.1 光輻射計量的基本物理量6
2.2 實現光輻射絕對測量的主要途徑7
2.2.1 黑體輻射源7
2.2.2 低溫輻射計11
2.2.3 硅光電二極管自校準技術16
2.2.4 雙光子相關技術17
2.2.5 同步輻射源20
2.3 光輻射標準22
2.3.1 光譜輻亮度和輻照度標準22
2.3.2 中溫黑體輻射源標準裝置28
2.3.3 面源黑體校準32
2.3.4 低溫黑體校準39
2.3.5 以同步輻射源為基礎的紫外輻射標準40
2.4 紅外熱像儀參數計量測試43
2.4.1 紅外熱像儀概述43
2.4.2 紅外熱像儀評價參數44
2.4.3 紅外熱像儀參數測量裝置46
2.4.4 紅外熱像儀調制傳遞函數測量48
2.4.5 紅外熱像儀噪聲等效溫差測量49
2.4.6 紅外熱像儀□□可分辨溫差測量51
2.4.7 紅外熱像儀□□可探測溫差測量53
2.4.8 紅外熱像儀信號傳遞函數測量54
2.4.9 紅外熱像儀參數測量裝置的溯源與校準55
2.5 材料發射率測量60
2.5.1 材料發射率測量概述60
2.5.2 半球積分發射率測量61
2.5.3 法向光譜發射率測量63
2.6 紅外目標模擬器校準65
2.6.1 紅外目標模擬器校準概述66
2.6.2 紅外目標模擬器校準裝置66
2.6.3 紅外目標模擬器校準數學模型67
2.6.4 紅外目標模擬器校準方法69
2.7 紅外光譜輻射計校準73
2.7.1 紅外光譜輻射計概述73
2.7.2 紅外光譜輻射計校準方法76
2.7.3 紅外光譜輻射計校準過程78
2.8 瞬態光輻射源參數測量與校準81
2.8.1 瞬態光及其評價參數81
2.8.2 瞬態光譜測量82
2.8.3 瞬態有效光強測量84
2.8.4 瞬態光輻射參數校準85
2.9 光度計量與測試86
2.9.1 光度學基本概念87
2.9.2 光度學基準89
2.9.3 光度計量標準90
2.9.4 光度學測量儀器94

第3章 激光參數計量與測試99
3.1 激光計量參數99
3.2 激光參數計量基準100
3.2.1 激光功率基準100
3.2.2 激光能量基準102
3.3 激光參數計量標準104
3.3.1 激光功率標準104
3.3.2 激光能量標準106
3.3.3 脈沖激光峰值功率標準109
3.3.4 激光平均功率和能量標準裝置111
3.4 激光參數測量技術112
3.4.1 激光功率能量測試技術112
3.4.2 高能激光功率與能量測量技術117
3.4.3 絕對式測量法中影響因素分析120
3.4.4 激光空域特性測量技術131
3.4.5 強激光空域特性測量技術135
3.4.6 激光時域特性測試138
3.4.7 激光損傷閾值測試142
3.5 激光測距機參數校準143
3.5.1 激光測距機概述143
3.5.2 □□測程校準145
3.5.3 □□測程校準149
3.5.4 測距準確度校準149

第4章 光輻射探測器參數計量與測試151
4.1 光輻射探測器概述151
4.2 光輻射探測器性能的主要表征量151
4.2.1 描述探測器靈敏度特性的主要表征量152
4.2.2 描述探測器探測弱信號能力的主要表征量153
4.2.3 其他表征量154
4.3 光輻射探測器光譜響應度測量155
4.3.1 相對光譜響應度測量155
4.3.2 絕對光譜響應度測量158
4.4 探測器面響應度均勻性測量158
4.4.1 探測器面響應度均勻性的定義158
4.4.2 探測器面響應度均勻性的測量原理及裝置159
4.5 光輻射探測器響應度直線性測量160
4.5.1 雙孔法測量160
4.5.2 多光源法測量161
4.6 光輻射探測器時間特性與溫度特性測量162
4.6.1 時間特性測量162
4.6.2 溫度特性測量162
4.7 紅外探測器參數測量163
4.7.1 黑體響應率測量163
4.7.2 噪聲測量165
4.7.3 探測率測量166
4.7.4 噪聲等效功率測量166
4.7.5 頻率響應測量166
4.7.6 紅外探測器參數測量裝置的校準167
4.8 紅外焦平面陣列參數測量167
4.8.1 特性參數及相關量的定義168
4.8.2 響應率、噪聲、探測率和有效像元率等參數測量170
4.8.3 噪聲等效溫差測試175
4.8.4 動態范圍測試176
4.8.5 相對光譜響應測試177
4.8.6 串音測試178

第5章 光學材料參數計量與測試180
5.1 光學材料折射率和色散系數計量測試180
5.1.1 光學材料折射率和色散系數測量方法180
5.1.2 光學材料折射率計量標準187
5.2 光學材料折射率溫度系數測量188
5.2.1 光學玻璃折射率溫度系數測量188
5.2.2 紅外材料折射率溫度系數測量190
5.3 光學材料應力雙折射計量測試192
5.3.1 簡易偏光儀法192
5.3.2 單1/4波片法194
5.3.3 數字移相全場測量法195
5.3.4 光學材料應力雙折射計量標準196
5.4 光學材料傳輸特性測量198
5.4.1 透射比測量199
5.4.2 光譜反射比測量200
5.4.3 光吸收系數測量202
5.4.4 光學材料散射系數測量203
5.5 光學材料均勻性測量204
5.5.1 平行光管測試方法204
5.5.2 干涉測量方法205
5.6 光學材料其他參數測量206
5.6.1 光學材料消光比測量207
5.6.2 光學材料線膨脹系數測量207
5.6.3 光學材料條紋度測量208
5.6.4 光學玻璃氣泡度檢測208
5.6.5 材料非線性光學性能測試209
5.6.6 橢圓偏振儀測量薄膜厚度和折射率211

第6章 成像光學計量與測試215
6.1 成像光學系統像質評價215
6.1.1 像質評價基本概念215
6.1.2 光學傳遞函數基本概念221
6.1.3 光學傳遞函數基本測量方法230
6.1.4 光學傅里葉分析法傳遞函數測量裝置231
6.1.5 光電傅里葉分析法傳遞函數測量裝置233
6.1.6 數字傅里葉分析法238
6.1.7 光學傳遞函數測量裝置的檢定239
6.1.8 光學傳遞函數標準裝置244
6.1.9 離散采樣系統光學傳遞函數測量246
6.2 光學元件波像差測量248
6.2.1 光的干涉基礎248
6.2.2 光學元件波像差標準裝置250
6.2.3 紅外光學零件表面面形及光學系統波像差測量254
6.3 光學系統和元件主要參數測量257
6.3.1 焦距測量257
6.3.2 相對孔徑測量258
6.3.3 視場測量259
6.3.4 透過率測量260
6.3.5 雜光系數測量261

第7章 微小光學計量與測試263
7.1 集成光學計量與測試263
7.1.1 集成光學概述263
7.1.2 集成光波導參數測量264
7.1.3 鈮酸鋰集成光學器件參數測量268
7.2 梯度折射率光學計量與測試272
7.2.1 梯度折射率光學概述272
7.2.2 自聚焦透鏡折射率分布測量272
7.2.3 自聚焦透鏡數值孔徑測量276
7.2.4 自聚焦透鏡焦距測量277
7.2.5 自聚焦透鏡聚焦光斑測量278
7.3 光導纖維參數測量279
7.3.1 纖維光學概述279
7.3.2 光纖元件數值孔徑的測量280
7.3.3 光纖元件透射比測量281
7.3.4 光纖元件刀口響應測量282
7.3.5 光導纖維損耗測量283
7.3.6 光纖色散測量285
7.3.7 單模光纖截止波長測量286
7.4 偏振保持光纖參數測量288
7.4.1 偏振保持光纖概述288
7.4.2 保偏光纖偏振串音測量289
7.4.3 保偏光纖拍長測量290
7.5 單模光纖偏振模色散測量292
7.5.1 偏振模色散的產生292
7.5.2 偏振模色散測量方法293

第8章 微光夜視參數計量與測試296
8.1 微光夜視技術概述296
8.2 微光像增強器參數測量296
8.2.1 光陰極光靈敏度和輻射靈敏度測量297
8.2.2 亮度增益測量298
8.2.3 等效背景照度測量299
8.2.4 輸出信噪比測量300
8.2.5 調制傳遞函數測量302
8.2.6 分辨力測量303
8.2.7 放大率測量309
8.2.8 畸□測量310
8.3 微光夜視儀參數測量310
8.3.1 微光夜視儀視場測量311
8.3.2 微光夜視儀視放大率測量313
8.3.3 微光夜視儀相對畸□測量314
8.3.4 微光夜視儀分辨力測量315
8.3.5 微光夜視儀的亮度增益測量317
8.4 微光夜視鏡參數測量318
8.4.1 微光夜視鏡視場測量318
8.4.2 微光夜視鏡放大率測量318
8.4.3 微光夜視鏡畸□測量319
8.4.4 微光夜視鏡分辨力測量319
8.4.5 微光夜視鏡亮度增益測量320
8.4.6 微光夜視鏡光軸平行性測量320
參考文獻321