现代光学计量与测试

第1章 绪论1
1.1 光学计量测试的研究范畴与发展历程1
1.2 光学计量测试技术的发展趋势2
1.3 计量学主要名词术语4
第2章 光辐射计量与测试6
2.1 光辐射计量的基本物理量6
2.2 实现光辐射绝对测量的主要途径7
2.2.1 黑体辐射源7
2.2.2 低温辐射计11
2.2.3 硅光电二极管自校准技术16
2.2.4 双光子相关技术17
2.2.5 同步辐射源20
2.3 光辐射标准22
2.3.1 光谱辐亮度和辐照度标准22
2.3.2 中温黑体辐射源标准装置28
2.3.3 面源黑体校准32
2.3.4 低温黑体校准39
2.3.5 以同步辐射源为基础的紫外辐射标准40
2.4 红外热像仪参数计量测试43
2.4.1 红外热像仪概述43
2.4.2 红外热像仪评价参数44
2.4.3 红外热像仪参数测量装置46
2.4.4 红外热像仪调制传递函数测量48
2.4.5 红外热像仪噪声等效温差测量49
2.4.6 红外热像仪最小可分辨温差测量51
2.4.7 红外热像仪最小可探测温差测量53
2.4.8 红外热像仪信号传递函数测量54
2.4.9 红外热像仪参数测量装置的溯源与校准55
2.5 材料发射率测量60
2.5.1 材料发射率测量概述60
2.5.2 半球积分发射率测量61
2.5.3 法向光谱发射率测量63
2.6 红外目标模拟器校准65
2.6.1 红外目标模拟器校准概述66
2.6.2 红外目标模拟器校准装置66
2.6.3 红外目标模拟器校准数学模型67
2.6.4 红外目标模拟器校准方法69
2.7 红外光谱辐射计校准73
2.7.1 红外光谱辐射计概述73
2.7.2 红外光谱辐射计校准方法76
2.7.3 红外光谱辐射计校准过程78
2.8 瞬态光辐射源参数测量与校准81
2.8.1 瞬态光及其评价参数81
2.8.2 瞬态光谱测量82
2.8.3 瞬态有效光强测量84
2.8.4 瞬态光辐射参数校准85
2.9 光度计量与测试86
2.9.1 光度学基本概念87
2.9.2 光度学基准89
2.9.3 光度计量标准90
2.9.4 光度学测量仪器94
第3章 激光参数计量与测试99
3.1 激光计量参数99
3.2 激光参数计量基准100
3.2.1 激光功率基准100
3.2.2 激光能量基准102
3.3 激光参数计量标准104
3.3.1 激光功率标准104
3.3.2 激光能量标准106
3.3.3 脉冲激光峰值功率标准109
3.3.4 激光平均功率和能量标准装置111
3.4 激光参数测量技术112
3.4.1 激光功率能量测试技术112
3.4.2 高能激光功率与能量测量技术117
3.4.3 绝对式测量法中影响因素分析120
3.4.4 激光空域特性测量技术131
3.4.5 强激光空域特性测量技术135
3.4.6 激光时域特性测试138
3.4.7 激光损伤阈值测试142
3.5 激光测距机参数校准143
3.5.1 激光测距机概述143
3.5.2 最大测程校准145
3.5.3 最小测程校准149
3.5.4 测距准确度校准149
第4章 光辐射探测器参数计量与测试151
4.1 光辐射探测器概述151
4.2 光辐射探测器性能的主要表征量151
4.2.1 描述探测器灵敏度特性的主要表征量152
4.2.2 描述探测器探测弱信号能力的主要表征量153
4.2.3 其他表征量154
4.3 光辐射探测器光谱响应度测量155
4.3.1 相对光谱响应度测量155
4.3.2 绝对光谱响应度测量158
4.4 探测器面响应度均匀性测量158
4.4.1 探测器面响应度均匀性的定义158
4.4.2 探测器面响应度均匀性的测量原理及装置159
4.5 光辐射探测器响应度直线性测量160
4.5.1 双孔法测量160
4.5.2 多光源法测量161
4.6 光辐射探测器时间特性与温度特性测量162
4.6.1 时间特性测量162
4.6.2 温度特性测量162
4.7 红外探测器参数测量163
4.7.1 黑体响应率测量163
4.7.2 噪声测量165
4.7.3 探测率测量166
4.7.4 噪声等效功率测量166
4.7.5 频率响应测量166
4.7.6 红外探测器参数测量装置的校准167
4.8 红外焦平面阵列参数测量167
4.8.1 特性参数及相关量的定义168
4.8.2 响应率、噪声、探测率和有效像元率等参数测量170
4.8.3 噪声等效温差测试175
4.8.4 动态范围测试176
4.8.5 相对光谱响应测试177
4.8.6 串音测试178
第5章 光学材料参数计量与测试180
5.1 光学材料折射率和色散系数计量测试180
5.1.1 光学材料折射率和色散系数测量方法180
5.1.2 光学材料折射率计量标准187
5.2 光学材料折射率温度系数测量188
5.2.1 光学玻璃折射率温度系数测量188
5.2.2 红外材料折射率温度系数测量190
5.3 光学材料应力双折射计量测试192
5.3.1 简易偏光仪法192
5.3.2 单1/4波片法194
5.3.3 数字移相全场测量法195
5.3.4 光学材料应力双折射计量标准196
5.4 光学材料传输特性测量198
5.4.1 透射比测量199
5.4.2 光谱反射比测量200
5.4.3 光吸收系数测量202
5.4.4 光学材料散射系数测量203
5.5 光学材料均匀性测量204
5.5.1 平行光管测试方法204
5.5.2 干涉测量方法205
5.6 光学材料其他参数测量206
5.6.1 光学材料消光比测量207
5.6.2 光学材料线膨胀系数测量207
5.6.3 光学材料条纹度测量208
5.6.4 光学玻璃气泡度检测208
5.6.5 材料非线性光学性能测试209
5.6.6 椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率211
第6章 成像光学计量与测试215
6.1 成像光学系统像质评价215
6.1.1 像质评价基本概念215
6.1.2 光学传递函数基本概念221
6.1.3 光学传递函数基本测量方法230
6.1.4 光学傅里叶分析法传递函数测量装置231
6.1.5 光电傅里叶分析法传递函数测量装置233
6.1.6 数字傅里叶分析法238
6.1.7 光学传递函数测量装置的检定239
6.1.8 光学传递函数标准装置244
6.1.9 离散采样系统光学传递函数测量246
6.2 光学元件波像差测量248
6.2.1 光的干涉基础248
6.2.2 光学元件波像差标准装置250
6.2.3 红外光学零件表面面形及光学系统波像差测量254
6.3 光学系统和元件主要参数测量257
6.3.1 焦距测量257
6.3.2 相对孔径测量258
6.3.3 视场测量259
6.3.4 透过率测量260
6.3.5 杂光系数测量261
第7章 微小光学计量与测试263
7.1 集成光学计量与测试263
7.1.1 集成光学概述263
7.1.2 集成光波导参数测量264
7.1.3 铌酸锂集成光学器件参数测量268
7.2 梯度折射率光学计量与测试272
7.2.1 梯度折射率光学概述272
7.2.2 自聚焦透镜折射率分布测量272
7.2.3 自聚焦透镜数值孔径测量276
7.2.4 自聚焦透镜焦距测量277
7.2.5 自聚焦透镜聚焦光斑测量278
7.3 光导纤维参数测量279
7.3.1 纤维光学概述279
7.3.2 光纤元件数值孔径的测量280
7.3.3 光纤元件透射比测量281
7.3.4 光纤元件刀口响应测量282
7.3.5 光导纤维损耗测量283
7.3.6 光纤色散测量285
7.3.7 单模光纤截止波长测量286
7.4 偏振保持光纤参数测量288
7.4.1 偏振保持光纤概述288
7.4.2 保偏光纤偏振串音测量289
7.4.3 保偏光纤拍长测量290
7.5 单模光纤偏振模色散测量292
7.5.1 偏振模色散的产生292
7.5.2 偏振模色散测量方法293
第8章 微光夜视参数计量与测试296
8.1 微光夜视技术概述296
8.2 微光像增强器参数测量296
8.2.1 光阴极光灵敏度和辐射灵敏度测量297
8.2.2 亮度增益测量298
8.2.3 等效背景照度测量299
8.2.4 输出信噪比测量300
8.2.5 调制传递函数测量302
8.2.6 分辨力测量303
8.2.7 放大率测量309
8.2.8 畸变测量310
8.3 微光夜视仪参数测量310
8.3.1 微光夜视仪视场测量311
8.3.2 微光夜视仪视放大率测量313
8.3.3 微光夜视仪相对畸变测量314
8.3.4 微光夜视仪分辨力测量315
8.3.5 微光夜视仪的亮度增益测量317
8.4 微光夜视镜参数测量318
8.4.1 微光夜视镜视场测量318
8.4.2 微光夜视镜放大率测量318
8.4.3 微光夜视镜畸变测量319
8.4.4 微光夜视镜分辨力测量319
8.4.5 微光夜视镜亮度增益测量320
8.4.6 微光夜视镜光轴平行性测量320
参考文献321