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第一章 经典干涉度量学概论1

第一节 干涉的基本概念1

第二节 经典干涉仪的分类5

一、杨氏双缝干涉6

二、平板产生的干涉11

第三节 经典干涉仪综述17

一、迈克尔逊干涉仪17

二、泰曼-格林干涉仪21

三、马赫-曾德干涉仪23

四、法布里-珀罗干涉仪25

五、瑞利干涉仪30

第二章 现代干涉度量学概论33

第一节 全息干涉度量术33

一、全息术原理33

二、全息干涉度量术的特点37

三、二次曝光全息干涉原理及典型光路39

四、测量不透明物体表面形变和位移的全息干涉原理43

五、用于不透明物体测试的其他几种全息干涉法46

六、特殊全息干涉技术53

七、透明物体的全息干涉度量术59

八、检测相位物体的全息干涉仪65

第二节 散斑干涉度量术68

一、激光散斑的特点68

二、激光散斑照相72

三、散斑图的观测和处理76

四、散斑干涉术79

五、电子散斑干涉84

第三章 光源的相干性与脉冲激光技术87

第一节 瞬态干涉系统对光源的要求87

第二节 光源相干性的基本概念88

一、理想光源——完全单色光束之间的相干性88

二、相干函数——部分相干性量度90

三、相干度与对比度92

四、偏振方向对条纹对比度的影响92

五、时间相干度93

六、空间相干性95

第三节 普通光源的相干性97

一、普通光源的时间相干度97

二、普通光源的空间相干度101

第四节 关于相干性的进一步讨论104

一、互相干函数的传播105

二、互相干性的某些物理限制106

一、激光光源的发光原理107

第五节 激光光源的相干性107

二、激光光源的时间相干性128

三、激光光源的空间相干性131

四、激光光源相干性的测量132

第六节 瞬态干涉仪光源——脉冲激光技术137

一、选模技术137

二、调Q技术148

三、序列脉冲激光的产生160

第四章 激光瞬态干涉仪170

第一节 瞬态干涉仪设计诸论170

一、大口径长程F-P型干涉仪172

第二节 高灵敏度共光路干涉仪172

二、斐索双镜干涉仪176

三、Smart点衍射干涉仪179

四、脉冲全息干涉仪182

第三节 共光路横向错位干涉仪184

一、横向错位干涉原理184

二、纹影差分干涉仪187

三、泰曼-格林型横向错位干涉仪198

四、平晶错位干涉仪202

五、光栅错位干涉仪207

一、莫尔条纹的形成210

第四节 用于相位物体测试的莫尔干涉技术210

二、莫尔偏折仪的工作原理212

三、莫尔条纹的傅立叶分析217

四、大口径高灵敏度高精度莫尔偏折仪222

五、泰伯(Talbot)干涉仪227

第五节 用于不透明物体测量的激光瞬态干涉仪230

一、反射式全息散斑干涉仪230

二、像面全息散斑干涉仪232

三、三维散斑测试技术236

四、斜入射干涉仪240

一、光纤干涉仪的基本光学元件243

第六节 光纤干涉仪243

二、光纤强度干涉仪247

三、光纤干涉仪的信号检测249

一、鼓轮式高速干涉摄影技术250

四、高灵敏度光纤干涉仪251

第五章 瞬态干涉图的记录255

第一节 高速摄影的基本概念、原理及分类255

一、高速摄影的特征参数256

二、高速摄影的信息论257

三、高速摄影的分类258

第二节 序列脉冲激光产生干涉图的高速记录259

二、转镜扫描高速干涉摄影技术261

三、直角棱镜扫描式高速干涉摄影技术263

第三节 连续激光产生干涉图的高速记录266

一、间歇式高速摄影机266

二、补偿式高速摄影机268

三、转镜分幅式高速摄影机270

四、变像管高速摄影机271

五、网格式高速摄影机272

第四节 二维声光偏转的高速干涉摄影技术274

一、偏振光编码的分幅干涉摄影技术279

第五节 精确光延迟的超高速干涉摄影技术279

二、光延迟多方向分幅干涉摄影技术280

第六节 激光全息高速摄影281

一、激光全息高速摄影的特殊性281

二、方向编码全息高速摄影282

三、参考光角度编码全息高速摄影282

四、连续激光声光调制、声光偏转的全息高速摄影285

五、双向参考光电光偏转编码全息高速摄影287

六、记录介质编码的全息高速摄影288

第七节 高速电视摄影289

一、高速电视摄像的原理及主要参数290

二、摄像器件简介292

第六章 流场干涉层析技术301

第一节 流场的参数描述301

一、格拉斯通-戴尔(Gladstone-Dale)公式301

二、气体流场参数的描述304

三、二相气体流场的参数描述305

四、多组分气体浓度场的参数描述308

五、等离子体流场的参数描述309

第二节 流场的光学特性310

一、光线的偏折效应311

二、流场中紊流剪切层对探测光线的影响320

三、二相流场中粒子的衍射散射322

第三节 二维和轴对称流场的折射率分布再现方法329

一、折射率二维分布流场的干涉再现330

二、不含激波轴对称流场的干涉再现331

三、含激波轴对称流场的干涉再现339

第四节 三维流场的多方向干涉数据获取方法352

一、旋转扫描法352

二、漫射式多方向全息干涉法353

三、衍射式多方向全息干涉法356

四、多方向像面全息干涉法358

五、多方向F-P干涉法和多方向莫尔偏折法360

一、三维流场的完全数据再现算法363

第五节 三维流场的层析再现算法363

二、三维流场的非完全数据再现算法374

三、强折射流场的干涉再现387

四、非完全数据的莫尔偏折三维再现算法391

第七章 图像处理技术397

第一节 流场干涉图的图像处理技术397

一、噪声处理397

二、模式平滑399

三、条纹细化400

四、条纹的模式识别技术402

五、条纹断口的连接算法403

第二节 干涉条纹位移量的判读与处理406

一、干涉条纹的选择406

二、参考点的选择及坐标标志409

三、干涉条纹的判读410

四、冷流场与热流场条纹位移量的差别412

第三节 激波结构的提取及配准415

第四节 激光散斑图像的处理418

一、消除衍射影响的数字图像复原算法418

二、散斑干涉条纹级别的判别和细分420

三、散斑条纹图噪声的消除422

四、同态阈值滤波技术424

五、改变条纹提取方法消除晕影响427

第五节 具有复杂背景全息干涉图的图像处理技术431

第八章 瞬态干涉测试的应用举例435

第一节 气体密度场的干涉测试435

一、二维和轴对称流场的干涉测试435

二、三维密度场的干涉测试445

第二节 瞬态温度场的干涉测试453

一、火箭燃气射流场及射流冲击场的干涉显示453

二、膛口流场的时间序列干涉法显示460

三、起爆药爆轰流场及燃烧流场的时间序列干涉测试461

四、三维温度场的干涉测试469

第三节 等离子体的干涉诊断480

第四节 全息和散斑干涉技术在振动分析中的应用485

第五节 固体力学的干涉测试应用492

一、应变的测量492

二、裂纹的探测495

第六节 无损检测的应用496

一、固体燃料火箭的检测497

二、汽车充气轮胎的检测499

三、复合材料的检测499

四、涡轮叶片的检测503

第七节 物体表面粗糙度的检测505

参考文献508