封面 书名页 版权页 《当代光学计量测试技术概论》编审委员会 前言 目录 第1章 绪论 1.1 计量学的内涵 1.2 计量学的特点 1.2.1 计量学的基本特点 1.2.2 国防计量的特点 1.3 计量基准和标准的基本概念 1.4 传统计量量值传递存在的不足 1.5 量子计量基准 1.5.1 量子计量基准的基本概念 1.5.2 21世纪的量子计量基准 1.6 光学计量测试的研究范畴 1.7 光学计量测试的发展趋势 1.8 光度学和光辐射计量基准的发展和演变 1.8.1 光度学基准的发展与演变 1.8.2 光辐射基准的发展与演变 1.9 常规计量与非常规量限计量 1.10 非常规量限光学计量的需求 1.11 非常规量限光学计量的内容 1.12 误差与测量不确定度 1.12.1 测量误差 1.12.2 测量不确定度 参考文献 第2章 光学量子计量基础 2.1 量子光学基本概念 2.2 光子的基本性质 2.3 光子的简并度 2.4 激光技术基础知识 2.4.1 受激辐射与量子跃迁 2.4.2 激光器的组成 2.4.3 激光的基本特性 2.4.4 常用激光器件 2.5 激光与计量基准 2.5.1 激光与长度单位米的新定义 2.5.2 激光与时间单位——秒 2.5.3 激光与质量自然基准 2.5.4 激光与基本物理常数的测量 2.5.5 激光在未来计量科学中的应用 2.6 光子有关名词术语 参考文献 第3章 双光子相关计量技术 3.1 双光子相关技术概述 3.2 自发参量下转换 3.2.1 非线性光学现象 3.2.2 非线性光学材料 3.2.3 光学非线性波长变换技术 3.3 自发参量下转换双光子在计量学中的应用 3.3.1 用自发参量下转换双光子测量探测器量子效率 3.3.2 双光子相关测量探测器量子效率的影响因素分析 3.3.3 用自发参量下转换双光子测量红外光源辐射功率 3.3.4 用相干可见光子绝对测量红外辐射量的理论推导 参考文献 第4章 单光子探测技术 4.1 光电探测技术基础 4.1.1 光电效应 4.1.2 光电效应与光电探测器 4.2 单光子探测器 4.2.1 单光子探测器的原理及种类 4.2.2 光电倍增管单光子探测器 4.2.3 雪崩光电二极管单光子探测器 4.2.4 真空雪崩光电二极管单光子探测器 4.2.5 增强光电二极管单光子探测器 4.2.6 频率上转换单光子探测器 4.3 超导单光子探测技术 4.3.1 超导临界相变单光子探测技术 4.3.2 利用超导临界电流密度实现的单光子探测技术 4.4 光子数分辨探测技术 4.4.1 光子数分辨探测原理与分类 4.4.2 越界超导传感光子数分辨技术 4.4.3 利用电荷积分探测器进行光子数分辨 4.4.4 利用雪崩光电二极管单光子探测技术进行光子数分辨 4.5 单光子源 4.5.1 单光子源及其应用 4.5.2 单光子发射 4.5.3 发光二极管衰减单光子源 4.5.4 激光二极管单光子源 4.5.5 量子点单光子源 4.5.6 下参量单光子源 4.6 单光子探测器主要参数的校准与检测 4.6.1 单光子探测器主要技术指标 4.6.2 单光子探测器的绝对量子标定 4.6.3 单光子探测器计数性能检测 4.6.4 单光子探测器暗计数的检测 4.6.5 单光子探测器光谱响应度测量 4.6.6 单光子探测器的线性度测量 参考文献 第5章 光子计数技术 5.1 概述 5.2 光子计数系统 5.2.1 光子计数的工作原理 5.2.2 基本光子计数系统 5.2.3 补偿源光子计数系统 5.2.4 背景补偿光子计数系统 5.3 利用光子计数技术的弱光度测量 5.3.1 光通量与光子速率 5.3.2 光通量与光电子速率 5.3.3 光电子速率和微照度的测量 5.3.4 光子计数微弱光自动测量系统 5.3.5 建立在光子计数基础上的弱光度标准 5.4 光子计数系统的标定 5.4.1 用光照度平方反比定律法校准线性度 5.4.2 使用发光二极管校准线性度 5.4.3 光子计数器的辐射定标 5.5 时间相关单光子计数 5.5.1 时间相关单光子计数原理 5.5.2 时间相关单光子计数系统组成 5.6 时间分辨光子计数 5.7 光子计数技术应用实例 5.7.1 三代微光信噪比校准用弱光光源照度校准 5.7.2 光子计数技术在微脉冲激光测距中的应用 5.7.3 光子计数技术在激光脉冲探测中的应用 5.7.4 皮秒时间相关单光子计数光谱仪 参考文献 第6章 单光子成像计量测试技术 6.1 光电成像技术基础 6.1.1 光电成像原理 6.1.2 光电成像系统中的核心部件 6.2 单光子计数成像原理 6.2.1 间接型探测系统 6.2.2 直接型探测系统 6.3 单光子成像技术的特点及性能表征 6.3.1 单光子成像技术的特点 6.3.2 单光子计数成像的性能表征 6.4 光电成像核心部件性能测试 6.4.1 光阴极性能测试 6.4.2 微通道板性能测试 6.4.3 光纤面板性能测试 6.5 光子计数成像系统性能测试 6.5.1 光子计数像管等效背景照度测试 6.5.2 光子计数像管光子增益测试 6.5.3 光子计数像管暗计数测试 6.5.4 光子计数像管输出信噪比的测量 6.5.5 光子计数像管调制传递函数的测量 6.5.6 光子计数像管分辨力的测量 6.5.7 楔条形阳极光子计数探测器成像性能的检测 6.6 单光子成像系统的标定 6.6.1 可见光系统的标定 6.6.2 紫外系统的标定 参考文献 第7章 长度的量子计量 7.1 米和米的最新定义 7.2 贯彻执行米的新定义 7.3 实现米定义的稳频激光器 7.3.1 稳频激光和参考谱线 7.3.2 激光稳频技术 7.3.3 抑制谱线加宽和稳频激光器 7.4 稳频激光器的频率测量 7.4.1 基于谐波光频链的激光频率的绝对测量方法 7.4.2 基于光频间隔内分频率链的光频绝对测量方法 7.4.3 基于光学频率梳的光频直接绝对测量方法 7.5 激光波长的精确测量 7.5.1 迈克尔逊干涉型波长测量 7.5.2 利用斐索干涉测量激光波长 7.5.3 利用法布里—珀罗干涉仪测量激光波长 7.5.4 基于虚合成波长原理的激光频率(波长)测量方法 参考文献 第8章 时间频率的量子计量 8.1 秒定义的演变 8.2 传统原子钟 8.2.1 原子钟概述 8.2.2 铯、铷、氢原子钟 8.3 新型原子钟 8.3.1 相干布居囚禁原子钟 8.3.2 冷原子喷泉钟 8.3.3 光钟 8.4 原子钟的应用 参考文献 第9章 纳米计量测试技术 9.1 纳米技术和纳米计量测试技术概述 9.1.1 纳米技术 9.1.2 典型纳米产品 9.1.3 纳米材料 9.1.4 纳米计量测试技术 9.1.5 纳米计量的特征参数 9.2 纳米计量标准 9.2.1 建立在原子力显微镜基础上的标准装置 9.2.2 纳米计量中的传递标准 9.3 纳米计量标准的国际比对 9.3.1 NANO2——阶高标准比对 9.3.2 NANO4——节距(一维栅)标样比对 9.4 扫描探针纳米测量技术 9.4.1 扫描隧道显微镜 9.4.2 原子力显微镜 9.4.3 基于扫描探针技术的其他方法 9.5 光学纳米测量技术 9.5.1 光触针式微观轮廓测量 9.5.2 光学近场扫描显微镜 9.5.3 纳米光探针扫描外差干涉仪 9.5.4 用于纳米测量的其他激光干涉技术 9.5.5 基于F-P标准具的测微技术 9.5.6 X射线干涉技术 参考文献 第10章 真空紫外和极紫外计量测试 10.1 紫外技术和紫外计量测试概述 10.1.1 紫外技术的民用 10.1.2 紫外技术在军事和空间探测中的应用 10.1.3 紫外计量测试 10.2 典型真空紫外和极紫外光学系统 10.2.1 月基对地观测极紫外相机 10.2.2 极紫外望远镜 10.2.3 紫外极光成像仪 10.2.4 真空紫外成像光谱仪 10.2.5 极紫外投影光刻掩模技术 10.3 真空紫外和极紫外辐射源 10.3.1 同步辐射源 10.3.2 氘灯 10.3.3 壁稳氩弧光源 10.3.4 其他真空紫外光源 10.4 真空紫外和极紫外探测器 10.4.1 紫外能量探测器 10.4.2 紫外成像探测器 10.5 真空紫外和极紫外光学材料 10.5.1 紫外级融石英 10.5.2 氟化镁单晶 10.5.3 氟化钙单晶 10.5.4 氟化锂单晶 10.6 以同步辐射源为基础的紫外辐射标准 10.6.1 建立在同步辐射源基础上的紫外辐射最高计量标准 10.6.2 以氘灯为传递标准的真空紫外辐射标准 10.7 真空紫外和极紫外光学系统性能测试 10.7.1 极紫外太阳望远镜成像质量检测 10.7.2 EUV 波段CCD 相机空间分辨力测试 10.7.3 极紫外单色仪校准 10.7.4 极紫外反射镜的反射率测量 10.8 真空紫外探测器校准装置 10.8.1 紫外探测器定标的一般形式 10.8.2 真空紫外探测器定标装置 10.8.3 定标基准 10.8.4 定标原理 10.9 极紫外光电成像系统性能测试 10.9.1 极紫外光电成像系统 10.9.2 极紫外光电成像系统分辨力实验研究 10.10 紫外光学材料折射率测量 10.10.1 测量原理 10.10.2 测量装置的构成 10.10.3 测量装置的校准 参考文献 第11章 高能激光计量测试技术 11.1 高能激光技术概述 11.2 连续大功率激光功率能量测量 11.2.1 流水式测量方法 11.2.2 激光大功率基准 11.3 高能激光功率与能量测量技术 11.3.1 烧蚀法 11.3.2 相对式测量法 11.3.3 绝对式测量法 11.3.4 绝对式测量法中影响因素分析 11.3.5 水冷式光电等效性高能激光能量测量 11.3.6 高能激光能量计校准 11.4 高能激光空域特性测量技术 11.4.1 激光光束质量评价参数 11.4.2 连续稳定激光光束质量测量 11.4.3 高能激光器光束质量的评价参数和评价方法 11.4.4 高能激光器光束质量的测量 11.4.5 高能激光系统光束质量的评价方法 11.4.6 空心探针法大功率激光光束参数的测量 11.4.7 环形光刀取样式高能激光光强分布测量 11.4.8 采用红外热像仪的靶板照射法 11.5 高能激光损伤阈值测试 11.5.1 损伤阈值的定义与损伤机理 11.5.2 激光辐照损伤的判别 11.5.3 损伤阈值测试方法 参考文献 第12章 超短脉冲激光时间特性测量 12.1 超短激光脉冲技术概述 12.1.1 激光超短脉冲技术研究历史 12.1.2 超短脉冲激光技术的应用 12.1.3 超短脉冲激光器 12.2 脉冲激光的时间特性参数 12.3 纳秒、皮秒脉冲测量技术 12.3.1 脉冲宽度、上升时间直接测量法 12.3.2 光电采样法峰值功率测量 12.3.3 快速脉冲取样高速光脉冲测量 12.3.4 采用条纹相机的直接测量法 12.3.5 双光子荧光法(TPF) 12.3.6 自相关法 12.4 飞秒脉冲测量技术 12.4.1 频率分辨光学开关法 12.4.2 自参考光谱相位相干电场重构法 12.4.3 FROG与SPIDER的比较 12.4.4 双光子自相关测量系统 12.4.5 用光二极管双光子跃迁测量飞秒激光脉冲宽度 12.4.6 自衍射原理测量飞秒激光脉冲宽度 12.4.7 飞秒激光脉冲的时域与空域测量 12.5 阿秒激光脉冲测量技术 12.5.1 阿秒脉冲的产生 12.5.2 早期的阿秒脉冲测量 12.5.3 激光辅助的原子极紫外光电离 12.5.4 基于激光辅助电离的互相关测量方法 12.6 超短激光脉冲测量的标定 12.6.1 皮秒量级激光脉冲测量的标定方法 12.6.2 飞秒量级激光脉冲测量的标定方法 参考文献 第13章 大型光学元件和系统参数计量测试 13.1 大型、超大型光学元件和光学系统 13.2 子孔径拼接测试技术 13.2.1 子孔径拼接原理及方法 13.2.2 子孔径拼接的分类 13.2.3 数学优化处理方法 13.2.4 用环形子孔径扫描法测量大口径非球面 13.2.5 子孔径拼接数目的确定 13.2.6 子孔径拼接模式的选择 13.2.7 子孔径拼接检测技术的应用前景 13.3 数字刀口检测技术 13.4 五角棱镜在大口径光学系统检测中的应用 13.4.1 五角棱镜工作原理 13.4.2 五角棱镜扫描法测量平面镜 13.4.3 大口径望远镜检测的基本原理 13.5 大型光学系统径向哈特曼像质检测方法 13.5.1 S-H传感器技术 13.5.2 径向哈特曼像质检测 13.6 大口径长焦距镜面和透镜的焦距测量技术 13.6.1 自准直法测量原理及其装置 13.6.2 应用Talbot效应和莫尔技术测量长焦距 13.6.3 利用平行光管和带伸缩筒的前置镜的测量方法 13.7 大曲率半径测量 13.7.1 利用长程轮廓仪测量曲率半径 13.7.2 利用牛顿环法测量大曲率半径 13.7.3 附加长焦距平行光管物镜法 13.7.4 自准直法测量大曲率半径 13.7.5 刀口阴影法测量球面曲率半径 参考文献 第14章 微型光学元件性能测试 14.1 微型光学与微型光学元件概述 14.1.1 梯度折射率光学 14.1.2 二元光学 14.1.3 微光学阵列 14.2 自聚焦透镜参数测试 14.2.1 自聚焦透镜折射率分布测量 14.2.2 自聚焦透镜数值孔径测量 14.2.3 自聚焦透镜焦距测量 14.2.4 自聚焦透镜聚焦光斑测量 14.3 衍射光学元件参数测试 14.3.1 衍射光学元件衍射效率测量 14.3.2 衍射微透镜阵列衍射效率测试 14.3.3 衍射光学元件线扩散函数测试 14.3.4 衍射光学元件表面形貌测量 14.4 二元光学元件的参数测试 14.4.1 表面微观轮廓检测 14.4.2 衍射效率测试 14.4.3 宏观成像质量的检测 14.5 折射型微透镜阵列参数测试 14.5.1 微透镜阵列焦距测量 14.5.2 微透镜阵列焦距均匀性测量 14.5.3 微透镜阵列填充因子测量 14.5.4 微透镜阵列焦斑质量测量 参考文献 第15章 高反射光学薄膜高反射比测量 15.1 高反射光学薄膜概述 15.2 差动法高反射比测量 15.2.1 测量原理和方法 15.2.2 测量要求 15.2.3 测量程序 15.2.4 差动法适用范围和优缺点 15.3 光腔衰荡法高反射比测量 15.3.1 脉冲光腔衰荡法 15.3.2 连续激光光腔衰荡法 15.3.3 相移光腔衰荡法 15.3.4 自混合光腔衰荡法 15.3.5 光腔衰荡法的特点 15.3.6 光腔衰荡法适用范围和优缺点 15.4 单次反射法高反射比测量 15.5 二次反射法高反射比测量 15.6 多次反射法高反射比测量 15.7 激光器猝灭张角法高反射比测量 15.8 激光稳功率测量法高反射比测量 15.8.1 测量原理 15.8.2 方法特点 15.8.3 高精度激光稳功率系统 15.8.4 测量不确定度分析 15.9 几种测量方法比较 参考文献 第16章 大尺寸光学材料参数计量测试技术 16.1 光学材料光学均匀性测量 16.1.1 光学材料光学均匀性 16.1.2 大尺寸光学玻璃均匀性测量方法 16.2 光学材料应力双折射测量 16.2.1 光学材料的应力双折射 16.2.2 大尺寸光学玻璃应力双折射测量方法 16.3 大尺寸光学材料应力均匀性测试 参考文献 ..更多