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第一章光学测量的基本知识。
光学测量系统的主要组成部分：常用光源、探测器与处理电路、调制方法等任一测量系统组成部分：（被测对象）传感器信号调理数据显示与记录（观察者）光学测量系统的基本组成部分: 光源、被测对象与被测量、光信号的形成与获得、光信号的转换、信号或信息处理光学测量的主要应用范围：辐射度量和光度量的测量非光物理量的测量光电子器件与材料及光电子系统特性的测试光学测量方法的优点:非接触性、高灵敏度、高精度光学测量技术主要特点:非接触性、高灵敏度、三维性、快速性与实时性技术现状（近代光学测量系统的主要特点）: 从主观光学发展为客观光学，用光电探测器取代，提高测量精度和与效率。
用激光光源来取代常规光源，获得方向性极好的实际光束。
从光机结合的模式向光机电一体化的模式转换，实现测量与控制的一体化。
发展方向： 1.亚微米级、纳米级的高精密光学测量方法将优先得到发展，利用新的物理学原理和光电子学原理产生的光学测量方法将不断出现 2.以微细加工技术为基础的集成光学及其它微传感器将成为技术的主流方向 3.3D 测量技术取得突破，发展带存储功能的全场动态测量仪器4.发展闭环式光学测量技术，实现光学测量与控制的一体化5.发展光学诊断和光学无损检测，取代常规的无损检测方法光学测量方法分类：相位检测、时间探测、谱探测、衍射法、图像探测、各种物理效应方法选择依据：被测对象与被测量、测量范围、测量的灵敏度或精度、经济性、环境要求光源选择的基本要求：对光源发光光谱特性的要求对光源发光强度的要求对光源稳定性的要求光源的分类：按光辐射来源不同，分为自然光源和人工光源。
按工作原理不同，人工光源大致分为热光源，气体放电光源，固体光源和激光光源。
通常把能发出可见光的物体叫做光源，把能发出不可见光的物体叫做辐射源。
激光器：利用受激发射原理和激光腔的滤波效应。
主要特点: 有极小的光束发散角，方向性好和准直性好激光的单色性好，或者说相干性好功率密度很高分类：按工作物质的不同分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器半导体激光器优点：体积小、重量轻、寿命长、具有高的转换效率光电探测器：把光辐射量转换为电量的光探测器。
一、填空题1.光电信息技术和微电子技术一样，是一种（渗透）性极强的综合技术，是以光集成技术为有关点学元、器件制造的（应用）技术。
2.（光学）变换与光电转换是广电（测量）的可信部分。
3.光电式发动机转速传感器一般安装载（分电器）内或（曲轴）前段，由信号发生器和带光孔德信号盘组成。
4.外光电效应是指受到（光辐射）的作用后，产生（电子）发射的现象。
5. 光敏电阻具有体质小、坚固耐用、价格低廉、（光谱）响应范围宽等优点，广泛应用于（微弱）辐射信号的检测技术领域。
6.由于增益过程将同时使（噪声）增加，故存在一个最佳增益（系数）。
7.（视场角）亦是直接检测系统的性能指标之一，它表示系统能“观察”到的（空间）范围。
8.外差检测是利用运动目标与检测仪器之间因（相对）运动而产生的（多普顿）频移来实现其测距、测速和跟踪的。
9.在测量光强信息时需要把光的（强弱）变为数字量才能进行数字显示，或送入计算机进行计算或分析，既需要对光电进行（A/D）转换。
10.光电信机技术是将电子学与广西（浑然）一体的技术，是光与电子（转换）及其应用的技术。
11.光电检测系统虽具体构成形式各不相同，单但有一个共同的特征，既都具有（光发射机）、光学（信道）和光接收机这一基本环节。
12.汽车的光电式位置传感器是利用光电元件的光电效应测量位置信号的，主要应用有（曲轴位置）、车身高度、（转向盘转角）等检测。
13.内光电效应是指受到光照射的物质内部电子（能量）状态产生变化，但不存在（表面）发射电子的现象。
14.（光生伏特）效应是少数载流子到店的光电效应，而（光电导）效应是多数载流子到店的光电效应。
15.在光电的直接检测中，光电（培增管）、（雪崩管）的检测能力高于光电导器件。
16.影响检测距离的因素很多；发射系统，接收系统的（大气）特性以及目标特性都将影响检测距离。
（反射）17在有噪声随机（叠加）在信号上时，使信号产生（畸变）18.单元光电信号的（A/D也就是对单元光电器件构成的光电变换电路的信号进行数字化处理的过程。
应用光学与光电技术考试试题1. 选择题1. 在光学系统中，以下哪个元件负责将平行光线聚焦到焦点上？A. 透镜B. 棱镜C. 反射镜D. 光纤2. 光纤传感器通过利用光纤传输的信号来检测和测量各种物理量。
以下哪个物理量无法通过光纤传感器测量？A. 温度B. 压力C. 光强度D. 电流3. 以下哪个现象是光电效应的基础？A. 光的折射B. 光的散射C. 光的衍射D. 光的电离4. 多层薄膜的干涉是由于什么原理引起的？A. 折射定律B. 光的波动性C. 光的电离D. 光的衍射5. CCD（电荷耦合器件）是一种常见的光电转换技术，它的主要作用是什么？A. 产生激光B. 生成电流C. 检测光强度D. 调制光波长2. 简答题1. 光学薄膜是如何实现对光的干涉效应的控制的？2. 请解释光纤传感器的工作原理，并提供一个实际应用案例。
3. 举例说明光电效应在实际生活中的应用。
4. 请解释CCD（电荷耦合器件）的工作原理及其在数码相机中的应用。
3. 计算题1. 一束光波以45°角射入折射率为1.5的介质中，求反射光束与折射光束之间的角度差。
2. 一根长为2m的光纤被扭曲后，发现光线从一端射入后无法充分传输到另一端。
如果设定传输损耗小于0.5dB/m，则最大允许的扭曲角度是多少？4. 应用题请你根据实际应用场景，针对以下问题提出解决方案，并详细说明原理：1. 如何利用光学技术解决城市道路交通监控摄像头夜晚拍摄质量下降的问题？2. 如何利用光电技术实现无线充电设备与充电器的有效对接和充电监控？总结：本文针对应用光学与光电技术考试试题进行了解答，涵盖了选择题、简答题、计算题和应用题。
通过对这些问题的回答，希望读者能够加深对光学与光电技术的理解，并能在实际应用中灵活运用。
光学与光电技术在现代科学和技术领域具有广泛应用，对于推动科技进步和社会发展起到重要作用。
光学工程考研试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光学中，光的干涉现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A2. 以下哪种介质不是光学介质？A. 空气B. 水C. 玻璃D. 真空答案：D3. 光的偏振现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A4. 光的反射定律中，入射角等于反射角，这指的是：A. 入射角和反射角的正弦值B. 入射角和反射角的余弦值C. 入射角和反射角的正切值D. 入射角和反射角的度数答案：D5. 光学中，透镜的焦距是指：A. 透镜中心到焦点的距离B. 透镜中心到成像平面的距离C. 透镜中心到光轴的距离D. 透镜边缘到焦点的距离答案：A6. 以下哪种光学元件可以改变光的传播方向？A. 反射镜B. 棱镜C. 透镜D. 所有以上答案：D7. 光的衍射现象是由于光的：A. 波动性B. 粒子性C. 电磁性D. 热效应答案：A8. 在光学中，光的色散是指：A. 光的折射率随波长变化B. 光的强度随波长变化C. 光的传播速度随波长变化D. 光的偏振状态随波长变化答案：A9. 光学中，光的全反射现象发生在：A. 光从光密介质进入光疏介质B. 光从光疏介质进入光密介质C. 光在两种介质的界面上D. 光在介质内部答案：B10. 以下哪种光学元件可以改变光的偏振状态？A. 反射镜B. 棱镜C. 波片D. 所有以上答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 光学中，光的干涉现象是由于光的________。
答案：波动性2. 光的偏振现象是由于光的________。
答案：电磁性3. 光的反射定律中，入射角等于反射角，这指的是________。
答案：入射角和反射角的度数4. 透镜的焦距是指________。
答案：透镜中心到焦点的距离5. 光的衍射现象是由于光的________。
答案：波动性6. 光的色散是指________。
答案：光的折射率随波长变化7. 光的全反射现象发生在________。
光学工程考研复试面试题目总结
考试科目名称:光学考查要点:一、几何光学1.要求考生理解和掌握基本概念:波面与发光点;光线;光束;光路.2.要求考生掌握基本定律:光的直线传播定律;光的独立传播定律;折射定律与反射定律;理解和掌握理想光组的物像关系:图解法求像;解析法求像.3.要求考生理解球面折射光路的计算公式;单个折射球面的光路计算公式.4.要求考生理解费马原理.二、光的干涉1.要求考生理解和掌握两单色光波的干涉.2.要求考生理解和掌握分波面的双光束干涉:产生干涉的条件;杨氏干涉;其它的分波面干涉.3.要求考生掌握分振幅的双光束干涉:平行平板产生的干涉;劈尖干涉;牛顿环.4.要求考生理解驻波.三、光的衍射1.要求考生理解衍射的基本理论:惠更斯-菲涅耳原理;基而霍夫衍射公式;夫琅和菲衍射和菲涅耳衍射.2.要求考生理解和掌握夫琅和费衍射:单缝衍射;圆孔衍射;矩孔衍射;理想光学系统的分辨本领.3.要求考生理解衍射光栅:黑白光栅;正弦光栅;闪耀光栅;光栅光谱仪;X射线衍射;布拉格公式.四、光的偏振1.要求考生理解双折射:双折射现象;o光和e 光.2.要求考生了解光的5种偏振态.3.要求考生理解和掌握马吕斯定律.4.要求考生了解菲涅尔公式,掌握全反射角和布儒斯特角.五、光的吸收,色散和散射1.要求考生了解光与物质相互作用的经典理论.2.要求考生了解光的吸收:一般的吸收和选择吸收;气体的吸收;固体和液体的吸收.。
深圳大学光学工程专硕复试真题分享一志愿与调剂生一起复试，拟录取80人，参加复试人数120，最后根据总分数录取（初试500+复试300）专业课：（光学测量技术与应用，谢芳）一、填空。
2*15=30分1、光学测量的应用领域（）、（）、（）。
2、光学三维测量的原理有哪些（）、（）、（）。
3、信号与系统中，根据取样方式不同，可以将其分为（）、（）。
4、全息技术中，根据标准波与被检测波的位置不同可以分为（）、（）。
二、简答。
5*10=50分1、莫尔条纹的原理及其性质。
2、简述单缝衍射测量的原理。
3、激光散斑的概念及散斑的分差。
4、介绍一下光学测量的特点、技术现状、发展方向。
5、光源选取的要求及光源的分类。
三、分析题。
20分有一个迈克尔逊干涉的最基本光路图。
（书上都有，我就不画了）1、这是什么干涉图？是分波面干涉还是分振幅干涉？2、M1倾斜和水平时，分别可得到什么条纹？（M1是迈克尔逊干涉仪的标准反光镜片）3、介绍一下用这个干涉仪的测量原理求x（x是待测反光镜M2移动的位移）专业英语：词汇题+阅读理解+翻译一、选词搭配。
题中给出了一个既有反射、折射、全反射的光路图，三个透镜分别表上了1-8的序号选项中有若干个词汇A-G，跟四六级的第一个阅读的类型差不多，选词填空。
根据数字对应的光线或者角度选择词汇。
注：把入射、反射、折射、反射角、入射角、折射角、全内反射、分界面、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜的英文记住应该没啥问题了。
二、阅读理解。
关于汽车反光镜的文献，跟做考研阅读一样，只是词汇专业性强一些，平时需要积累专业词汇三、翻译。
有2两个小型翻译，题型和考研翻译类似，有一篇文章，抽两个句子让你翻译。
总之专业英语，主要考察专业词汇。
平时多积累专业词汇，网上有卖光电专业英语教材的可以买一下，也可以在网上搜一些讲义看。
面试过程：（深大光电工程网站有分值分配大家自己去搜一下）一、先用汉语简单介绍一下自己二、从几个小条上抽一张，每个条上有5到简答题，选择3题回答即可我抽到的是：1、显微镜的分辨率和什么有关？回答后老师又问跟波长有没有关系，数值孔径是谁的数值孔径，目镜or物镜？2、群速度和相速度的定义，什么情况下群速度快，什么情况下相速度快3、忘记了（应该挺简单的没有多想就回答出来了，没有印象了）注：抽到的题目往年的复试经验里大部分都有，可以在百度里搜到。
光学工程考研真题答案一、选择题1. 光的波长为λ，频率为ν，根据光速公式c=λν，光速c为3×10^8 m/s，求光的频率ν。
答：根据公式c=λν，可得ν = c/λ。
将光速c代入公式，即可求得光的频率ν。
2. 某介质的折射率为n，光在真空中的速度为c，求光在该介质中的速度v。
答：光在介质中的速度v可以通过公式v = c/n计算得出。
二、简答题1. 简述全反射的条件。
答：全反射是指光从光密介质进入光疏介质时，当入射角大于临界角时，光线完全反射回光密介质的现象。
全反射的条件包括：(1)光从折射率较高的介质向折射率较低的介质传播；(2)入射角大于临界角。
2. 解释什么是干涉现象，并举例说明。
答：干涉现象是指两束或多束相干光波在空间某一点相遇时，它们的振幅相加形成新的光波，从而产生明暗相间的干涉条纹的现象。
例如，杨氏双缝实验就是典型的干涉现象，通过两个相干光源产生的光波在空间相遇，形成明显的干涉条纹。
三、计算题1. 已知一个平面镜的反射率是0.8，求入射光强与反射光强的比值。
答：设入射光强为I，反射光强为I_r。
根据反射率的定义，反射光强I_r = R * I，其中R为反射率。
因此，反射光强与入射光强的比值为I_r/I = R = 0.8。
2. 一个光栅的每毫米有500条刻线，求该光栅的最小分辨角。
答：光栅的分辨角θ可以通过公式sinθ = mλ/d计算，其中m为光栅的级数，λ为光波长，d为光栅的刻线间距。
对于最小分辨角，m=1，刻线间距d = 1/500 mm。
假设光波长λ为可见光范围内的典型值，比如550 nm，代入公式计算可得θ。
四、论述题1. 论述光学成像系统的基本原理及其在现代科技中的应用。
答：光学成像系统基于光的折射原理，通过透镜将物体的光线收集并聚焦于一点，形成清晰的图像。
现代科技中，光学成像系统广泛应用于显微镜、望远镜、相机、激光扫描器等设备，它们在科学研究、医疗诊断、航空航天、工业检测等领域发挥着重要作用。
光学工程考研复试---设计题部分1、设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消除光源的不稳定性因素的影响。
⑴绘出工作原理图。
⑵绘出原理框图。
⑶说明工作原理。
答：⑴工作原理图⑵原理框图⑶说明工作原理：①在装上被测样品4之前，光屏处于最大吸收位置，并使二通道的输出光通量相等，处于平衡状态。
②当插入被测样品之后，测量通道的光通量减少。
此时若移动光屏改变透过率值使光屏上透过增大恰好等于被测样品的吸收值，这就可以使二个通道重新达到平衡。
③光屏的移动由与之相连的指针机构9显示，指针的位置和不同被测样品的透过率相对应。
④这样，光屏或指针的位置就是被测透过率的量度值，并在二通道的输出光通量相等时读出。
2、主动红外报警电路如图所示，分析它的工作原理？答：当光信号被阻挡时，光敏三极管处于截止状态，光敏三极管的集电极为高电平，即三极管基极为高电平，三极管饱和导通，三极管的集电极为低电平，驱动继电器J工作，使开关闭合，电路形成回路，晶闸管控制端有效，晶闸管导通，报警器正常工作。
S为复位键。
当有光信号时，光敏三极管处于导通状态，光敏三极管的集电极为低电平，即三极管基极为低电平，三极管截止，三极管的集电极为高电平，驱动继电器不工作，开关保持断开状态，晶闸管控制端无效，报警器不工作。
3、照明灯的光控原理图如图所示，分析工作原理。
答：二极管D和电容C组成半波整流滤波电路，为光电控制电路提供直流电源；电阻R、光敏电阻和继电器绕组组成测光与控制电路；继电器常闭触头构成执行电路，它控制照明灯的开关。
光敏电阻在有强光照时（白天），电阻值降低，通过光敏电阻的电流增大，继电器工作，常闭触头断开，路灯熄灭。
当弱光照时，光敏电阻的电阻值很大，电路中的电流很小，而不足以驱动继电器工作，常闭触头保持，路灯点亮。
4、设计一台有合作目标的光电测距装置。
说明工作原理。
相位式测距半导体激光器作辐射源A ，若在激光器供电电路中外加谐波电压U 0就能得到接近正弦的辐射光波，其初始相位和激励电压U 0相同。
光学工程专业复试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光的波长为λ，频率为ν，光速为c，则下列关系正确的是：A. c = λνB. c = λ/νC. c = ν^2/λD. c = λ^2/ν2. 光学系统中的像差包括：A. 球面像差B. 色差C. 像场弯曲D. 所有以上3. 以下哪个不是光学成像系统的类型？A. 望远镜B. 显微镜C. 激光器D. 投影仪...二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述干涉和衍射的区别。
2. 解释什么是光学传递函数，并简述其在光学系统设计中的应用。
3. 描述光学显微镜的工作原理。
三、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一个光学系统的焦距为f=100mm，物体距离镜头为u=200mm，求像的位置和大小。
2. 给定一个光学系统的光阑直径为D=10mm，光波长λ=500nm，计算系统的衍射极限分辨率。
四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述光学成像系统在现代科技领域的应用，并给出具体的例子。
答案一、选择题1. A. c = λν2. D. 所有以上3. C. 激光器...二、简答题1. 干涉是光波相遇时的叠加现象，可以产生明暗相间的干涉条纹；衍射则是光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前弯曲传播的现象，产生光强分布不均的衍射图样。
2. 光学传递函数（OTF）是描述光学系统传递空间频率信息能力的函数，它在光学系统设计中用于评估系统的成像质量，如分辨率和对比度。
3. 光学显微镜通过物镜收集被观察物体的光线，形成一个中间像，然后通过目镜放大这个中间像，形成可观察的放大像。
三、计算题1. 根据成像公式1/f = 1/u + 1/v，解得v = 100mm，即像的位置在焦距处；由于u > 2f，所以像为实像且为倒立、缩小。
2. 衍射极限分辨率可通过公式θ = 1.22λ/D计算，代入数值得θ ≈ 0.061mm。
四、论述题光学成像系统在现代科技领域应用广泛，例如在生物医学领域，光学显微镜用于细胞和组织的观察；在航空航天领域，光学成像系统用于卫星遥感和天文观测；在通信领域，光纤通信系统利用光学成像原理实现高速数据传输。
深圳大学期末考试试卷开/闭卷A/B 卷 A课程编号 课程名称光学测试技术学分命题人(签字) 审题人(签字) 年 月 日 填空题（每空3分，共30分）、 平面波的简谐振动表达形式为________________________________。
、 狄拉克δ函数在物理学中常常用来表示___________________________等理想模型的密度分布，该函数的一般表达式为___________________________________________________。
、 相干时间是指_____________________________________________________________________。
、 单色球面波在菲涅尔衍射域和夫琅禾费衍射域的等相位面可分别近似为_____________面和_________面。
、 由于同轴全息存在____________问题，因此，通过适当选择参考光和物光的夹角，利用________全息可解决这一问题。
、 请任意举出两种条纹分析中计算相位的方法______________________，______________________。
简答与计算题（3小题，共30分）、已知一平面波的复振幅表达式为(,,)exp{(345)}x y z A j x y z ψ=--，求这个平面波的波长以及沿x,y,z 三个方向的空间频率。
（10分）2、一个线性空间平移不变系统的脉冲响应为()6sin (6)h x c x =，已知输入函数为()cos(2)f x x π=，求其输出函数()g x 。
（10分）3、为什么全息图的碎片仍能再现出物体完整的像？碎片尺寸的大小对再现像质量有哪些影响？（10分）三、分析题（3小题，共40分）1、假设在x-y平面内有两束平面波在x=0处相遇产生干涉，这两束平面波与y轴的夹角分别是θ和θ-，推导出两束平面波干涉强度的表达式，并分析其干涉条纹图的空间频率与两束平面波的空间频率相比是提高了还是降低了？设两束平面波波长均为λ。
光学物理复试题及答案解析光学物理是一门研究光的性质、行为以及与物质相互作用的学科。
本试题旨在测试学生对光学物理基础知识的掌握程度以及应用这些知识解决问题的能力。
一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的速度是多少？A. 299,792 km/sB. 299,792 km/hC. 3.00×10^8 m/sD. 3.00×10^8 km/h2. 光的波粒二象性是由哪位科学家首次提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 麦克斯韦3. 以下哪个现象不是光的干涉现象？A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 全反射4. 光的折射定律是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 斯涅尔C. 欧拉D. 费马5. 以下哪种情况下，光的传播速度会发生变化？A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气C. 光从空气进入真空D. 光在真空中传播二、简答题（每题10分，共20分）6. 解释什么是光的偏振现象，并举例说明。
7. 描述光的全反射条件及其应用。
三、计算题（每题15分，共30分）8. 假设一束光从空气射入水中，已知空气的折射率为1，水的折射率为1.33。
求光在水和空气界面上的折射角，如果入射角为30度。
9. 一束光通过一个双缝干涉装置，两个缝之间的距离为0.5毫米，观察屏距离双缝的距离为1米。
如果观察到的干涉条纹间距为1毫米，求光的波长。
四、论述题（每题30分，共30分）10. 论述光的量子理论及其在现代物理学中的应用。
答案解析：1. 正确答案：C. 3.00×10^8 m/s。
光在真空中的速度是一个基本物理常数，等于大约3.00×10^8米每秒。
2. 正确答案：B. 爱因斯坦。
爱因斯坦首次提出了光的波粒二象性，这是量子力学的基础之一。
3. 正确答案：C. 单缝衍射。
单缝衍射是光的衍射现象，而不是干涉现象。
4. 正确答案：B. 斯涅尔。
斯涅尔定律描述了光从一种介质进入另一种介质时入射角和折射角之间的关系。
深圳大学期末考试试卷开/闭卷 闭卷A/B 卷 A课程编号课程名称光学测试技术学分命题人(签字) 审题人(签字) 年 月 日 填空题（每空3分，共30分）、 声波是纵波，而光波是_________。
、 单色平面波的复振幅表达式为_____________________。
、 两束平面波发生干涉的基本条件是___________，_______________，______________。
、 时间相干性反映了__________________________________________________________________。
、关于衍射，一种可能的定义是_________________________________________________________。
、光学全息术之所以能够再现物体的三维形貌，是因为它不但记录了物光波的________，而且记录了________。
、目前，较为常用的一种能够避免误差传递的相位展开方法是基于_________的相位展开法。
简答与计算题（3小题，共30分）、条纹对比度表征了干涉条纹的什么特征？设111222exp(),exp()U i U i u u ϕϕ==，请计算其干涉条纹对(10分)2、请简述同轴全息和离轴全息的区别，及离轴全息的优点。
（可借助示意图或公式说明）（10分）3、设一平面波的波长为600 nm 52，请计算这束平面波传播6300 nm后，其相位值。
（10分）三、 分析题（3小题，共40分）如下图所示，物体放置于干涉仪的一条光路上，另外一条光路上放置一面可以移动的反射镜， 请问：1、上图的干涉仪的名称是？属于分波前还是分振幅式干涉仪？右侧光路上的反射镜可以移动，有什么作用？(10分)2、设111222exp(),exp()U i U i u u ϕϕ==，请写出强度探测器D 上的分布。
（15分）3、假设通过移动右侧光路上的反射镜到不同位置，得到了四个经过相位平移的参考光：1011111112111311exp()exp(2)exp()exp(32)U i U i U i U i u u u u ϕϕπϕπϕπ==+=+=+ 试写出探测器D 上对应的四个强度分布图，并计算出12ϕϕ-（即四步相移干涉法）。
第一章光学测量的基本知识。
光学测量系统的主要组成部分：常用光源、探测器与处理电路、调制方法等任一测量系统组成部分：（被测对象）传感器信号调理数据显示与记录（观察者）光学测量系统的基本组成部分:光源、被测对象与被测量、光信号的形成与获得、光信号的转换、信号或信息处理光学测量的主要应用范围：①辐射度量和光度量的测量②非光物理量的测量③光电子器件与材料及光电子系统特性的测试光学测量方法的优点:非接触性、高灵敏度、高精度光学测量技术主要特点:非接触性、高灵敏度、三维性、快速性与实时性技术现状（近代光学测量系统的主要特点）:①从主观光学发展为客观光学，用光电探测器取代，提高测量精度和与效率。
②用激光光源来取代常规光源，获得方向性极好的实际光束。
③从光机结合的模式向光机电一体化的模式转换，实现测量与控制的一体化。
发展方向：1.亚微米级、纳米级的高精密光学测量方法将优先得到发展，利用新的物理学原理和光电子学原理产生的光学测量方法将不断出现2.以微细加工技术为基础的集成光学及其它微传感器将成为技术的主流方向3.3D测量技术取得突破，发展带存储功能的全场动态测量仪器4.发展闭环式光学测量技术，实现光学测量与控制的一体化5.发展光学诊断和光学无损检测，取代常规的无损检测方法光学测量方法分类：相位检测、时间探测、谱探测、衍射法、图像探测、各种物理效应方法选择依据：被测对象与被测量、测量范围、测量的灵敏度或精度、经济性、环境要求光源选择的基本要求：①对光源发光光谱特性的要求②对光源发光强度的要求③对光源稳定性的要求光源的分类：按光辐射来源不同，分为自然光源和人工光源。
按工作原理不同，人工光源大致分为热光源，气体放电光源，固体光源和激光光源。
通常把能发出可见光的物体叫做光源，把能发出不可见光的物体叫做辐射源。
激光器：利用受激发射原理和激光腔的滤波效应。
主要特点:①有极小的光束发散角，方向性好和准直性好②激光的单色性好，或者说相干性好③功率密度很高分类：按工作物质的不同分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器半导体激光器优点：体积小、重量轻、寿命长、具有高的转换效率光电探测器：把光辐射量转换为电量的光探测器。
光电探测器的物理效应：光子效应、光热效应①光子效应：指单个光子对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。
直接引起原子或分子内部电子状态的改变。
响应速度一般比较快，光子效应分为外光电效应（光电发射效应）和内光电效应。
内光电效应又分为光电导效应和光伏效应。
光电导效应: 若光照射到某些半导体材料上时。
透过表面到达材料内部的光子能量足够大。
某些电子吸收光子能量后从原来束缚态变成导电的自由态。
这时在外电场的作用下，流过半导体的电流增大，即半导体的电导增大。
这种现象叫光电导效应。
光生伏特效应: 光赵零偏pn结产生开路电压的效应。
光热效应: 探测元件吸收光辐射能量后，把吸收的光能变为晶格的热运动能量。
常用光电探测器：光电倍增管、光电导器件、光伏探测器（pin硅光电二极管、异质结光电二极管、雪崩光电二极管位置敏感探测器psd（横向结构式的psd 四象限光电二极管）光电三极管、热电探测器（测量辐射量）CCD像传感器：功能：1.电荷的收集2.电荷的转移3.将电荷转换成可测量的电压值优点：体积小、重量轻、较高的空间分辨率应用领域：图像传感、信号处理、数字存储（资料是免费的，希望没人拿去再卖给别人）噪声：测量系统中任何虚假的和不需要的信号统称为噪声（干扰有用信息，影响了测量系统的准确性和可靠性）外部干扰噪声：可分为人为干扰（来自电器电子设备，如电磁干扰）和自然干扰（如自然光对光学测量的影响）。
内部噪声：可分为人为噪声（50Hz干扰和寄生反馈造成的自激干扰等）和固有噪声（由于系统各元器件中带电微粒不规则运动的起伏所造成的，如热噪声、散弹噪声）。
光学测量系统中的常用电路:前置放大器（将光电探测器接收到的微弱信号转换成电信号）、选频放大器（为突出信号和抑制噪声）、相敏检波器（抑制干扰和噪声）、相位检测器、鉴频器、积分微分运算器、锁相环及锁相放大器调制:将直流信号转换为特定形式的交变信号调制光信号的优点：1.减少自然光和杂散光对测量结果的影响2.消除光电探测器暗电流对检测结果的影响3.实现高精度的检测光电信号调制的途径: 1.对光源发光进行（资料是免费的，希望没人拿去再卖给别人）调制2.对光电器件产生的光电流进行调制3.在光源与光电器件的途径中进行调制。
激光调制：把欲传输的信息加载到激光辐射的过程。
激光起到携带低频信号的作用，称为载波。
调制的激光称为已调制波或已调制光。
内调制：在激光振荡过程中加载调制信号外调制：在激光形成后，再用调制信号对激光进行调制机械调制法：利用物理光学原理实现的光调制技术。
主要包括干涉原理，电光效应，磁光效应，声光效应。
电光调制，声光调制，磁光调制，光源直接调制。
第二章光干涉技术光的干涉:在两个或多个光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分界的现象。
（波动性的重要特征）产生干涉的条件:频率相同，振动方向相同，相位差恒定。
补充条件:两叠加光波的光程差不超过光波的波列长度。
干涉条纹的对比度:表征了干涉场中某处条纹亮暗反差的程度。
影响干涉条纹对比度的主要因素:两相干光束的振幅比、光源的大小、光源的单色性空间相干性:若通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。
时间相干性:若光源某一时刻发出的光在相干时间△t内，经过不同的路径相遇时能够产生干涉，称光的这种相干性为时间相干性。
相干时间:光通过相干长度所需的时间称为相干时间。
产生干涉的途径:分波阵面、分振幅、分偏振方向分波阵面:分波阵面就是将一个点光源所发出的波阵面，经过反射和折射，分成两个或多个波阵面，使其在重叠区域产生干涉。
分振幅:将一束光的振幅分成两个或多个部分，使其在重叠区域产生干涉。
分偏振方向:分偏振法就是通过偏光分（资料是免费的，希望没人拿去再卖给别人）光器将一束光分成偏振方向相互垂直的两个部分，通过一个检偏器使其在偏振方向相同的叠加区域产生干涉。
像差:由实际光路与理想光路之间差别而引起的成像缺陷，它反应为实际像的位置和大小与理想像的位置和大小之间的差异。
色差:白光是不同波长的单色光所组成的。
它们对于光学介质具有不同的折射率，因而白光进入光学系统后就会因色散而有不同的传播光路，形成复色像差。
这种由不同色光的光路差别引起的像差称为色差。
光学系统性能评价方法:使用像差评价技术，采用分辨率板来测试光学系统的性能指标，使用性能测试来评价光学系统(采用基于光学干涉的方法来测量光学系统的波前质量，因为光学干涉方法测量灵敏度高、容易实现测量自动化、得到的干涉图样容易解释)迈克尔逊干涉仪：是激光干涉仪的基础。
测长原理:若起始时双光束光程差为零，则当测量镜M2沿光轴方向位移l距离时，两光产生程差2l，由亮纹条件可知2l=kλ，式中k为干涉级次。
因此，测量镜每移动半个波长的距离，光电接收器D接收到的干涉场固定点上的条纹级次就变化1。
也即有一个亮条纹移过。
输出移过该点的亮条纹数目就可求出被测长度，即L=Nλ/2（N为D接收到的干涉场固定点明暗变化次数）。
（平行时等倾条纹，构成楔形空气平板时等厚条纹）实用激光干涉仪：稳频激光器、干涉仪本体以及光电信号接收与处理部分。
提高激光干涉仪分辨率的途径:电路倍频，光路倍频，x射线干涉仪。
白光干涉仪优点:不存在λ/2的测量盲区，（资料是免费的，希望没人拿去再卖给别人）测量装置能够应用于不连续表面。
外差式激光干涉仪：产生激光外差干涉的途径:双频激光器，声光调制器，电光调制与磁光调制。
激光多自由度同时测量技术：直线度测量，偏摆角和俯仰角度的测量，滚转角测量。
第三章激光全息测量与散斑测量技术全息术:能同时记录物体的振幅和相位的全部信息，利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定条件下使其再现，形成原物体逼真的三维像。
波前记录:使物体散射波与一参考波在记录介质上相干涉，产生干涉条纹。
干涉条纹经曝光记录在介质上，即可完整记录包括物体振幅和相位的波前信息，经过显影处理后的记录介质称为全息图，具有复杂的光栅结构。
（波前记录依据的是干涉原理。
全息图上的强度分布记录了物光波的振幅和相位信息，他们分别反应了物体的明暗和纵深位置等方面的特征。
）波前再现:用原来记录时的参考光照射全息图，记录时被“冻结”的波前从全息图上“释放”出来，继续向前传播，从而再现出物体三维图像。
（波前在线依据的是衍射原理，再现光波经过全息图衍射后出现衍射场。
含有三种主要成分，即物光波＋1级衍射波，物光波的共轭波－1，再现光波的直接透射光0。
）按照全息原理，全息图实质上是物光和参考光叠加所产生的干涉条纹的记录。
全息图分类:按制作全息图的方法分为光学记录全息图和计算机制作全息图。
按复振幅透过系数分为振幅全息图(实函数)和相位全息图(复数)。
按全息图中干涉条纹的结构与观察方式分为透射全息图和反射全息图。
按记录介质厚度分为平面全息图和体积全息图。
按记录介质相对物体的远近分为菲涅尔全息图和夫琅禾费全息图。
按参考光波与物光波主光线是否同轴分为同轴全息图和离轴全息图。
记录介质处于物光和参考光的同轴方向上获得的全息图称为同轴全息图，再现时，原始像和共轭像在同一光轴上不能分离，两个像相互重叠，产生所谓的“孪生像”，这是同轴全息图的缺点。
为了克服这一缺点，用与物光成一定角度的倾斜参考光所获得的全息图称为离轴全息图。
全息基本设备:激光器、全息记录与再现系统、记录介质、干板处理装置和干涉条纹处理装置。
全息干涉方法:二次曝光法、单次曝光法、时间平均法。
激光全息干涉测量技术的应用:位移和形状检测、缺陷检测、测量光学玻璃折射率的不均匀性。
（位移测量，振动测量，变形测量，应力测量以及缺陷检测）散斑:激光照射在具有漫反射性质的物体的表面，（资料是免费的，希望没人拿去再卖给别人）根据惠更斯原理，物体表面每一点都可以看成一个点光源，从物体表面反射的光在空间相干叠加，就会在整个空间发生干涉，形成随机分布的亮斑与暗斑，称为激光散斑。
形成散斑所需条件:⑴必须有能发生散射光的粗糙表面，为了使散射光较均匀，粗糙表面的深度必须大于波长。
⑵入射光线的相干度要足够高，因此常常使用激光。
散斑的横向尺寸指的是散斑的最小尺寸。
无透镜散斑：由粗糙表面的散射光干涉而直接形成的散斑主观散斑：对散斑成像处理散斑图底片得到位置量值的方法:逐点分析法、全场分析法。
激光散斑干涉按位移测量的方法:测量离面位移的散斑干涉法，测量面内位移的散斑干涉法以及测量离面位移梯度的散斑剪切干涉法。
电子散斑干涉测量(ESPI)工作原理:利用视频技术记录下载有被测物光场信息散斑干涉图，通过对变形或位移前后的两个散斑干涉图进行电子减或加，以及滤波处理分离出二者之间的变形信息，并以条纹形式显示出来。
