绪论光学测试技术概述（1）

0.1光学测试技术的特点（1）

0.2光学测试系统的组成（2）

0.3光学测试技术的现状（3）

0.4光学测试方法的选择（5）

0.5光学测试技术的发展方向（7）

练习与思考题（7）

本章参考文献（7）

第1章光干涉技术（8）

1.1光干涉的基础理论（8）

1.1.1相干光场的性质（8）

1.1.2光的干涉条件（10）

1.1.3干涉条纹的对比度（11）

1.1.4干涉条纹的形状与间隔（14）

1.2双光束干涉技术（15）

1.2.1平行平板双光束干涉（15）

1.2.2等厚干涉与斐索干涉仪（16）

1.2.3泰曼—格林干涉仪（17）

1.2.4马赫—曾德尔干涉仪（18）

1.2.5数字干涉仪（19）

1.3多光束干涉技术（25）

1.3.1平行平板的多光束干涉条纹（26）

1.3.2法布里—珀罗干涉仪（28）

1.3.3应用法布里—珀罗干涉仪测光谱线的精细结构（29）

1.3.4应用法布里—珀罗干涉仪比较波长（30）

1.4剪切干涉技术（31）

1.4.1波面剪切的形成（31）

1.4.2剪切干涉测量原理（32）

1.4.3剪切干涉仪及其应用（33）

1.5外差干涉技术（35）

1.5.1外差干涉技术的提出（35）

1.5.2产生激光外差干涉的途径（35）

1.5.3外差干涉测长原理（36）

1.5.4激光测振仪（37）

1.6全息干涉技术（39）

1.6.1全息干涉基本原理（40）

1.6.2全息干涉技术及应用（40）

1.6.3激光全息干涉测量技术的应用（44）

1.7激光散斑干涉技术（47）

1.7.1散斑及其形成的原理（47）

1.7.2散斑的性质（48）

1.7.3散斑照相测量原理（50）

1.7.4散斑干涉测量技术（51）

1.7.5散斑剪切干涉术（58）

1.7.6散斑干涉测量的应用（62）

练习与思考题（64）

本章参考文献（64）

第2章光衍射技术（65）

2.1激光衍射测量理论（65）

2.1.1衍射的分类（65）

2.1.2菲涅耳衍射（66）

2.1.3夫琅禾费衍射（70）

2.1.4激光衍射测量技术（76）

2.2微光学中的光衍射理论（82）

2.2.1标量衍射理论（83）

2.2.2矢量衍射理论（89）

2.3衍射光学元件（99）

2.3.1衍射光栅（99）

2.3.2衍射光的控制与效率（100）

2.3.3衍射光栅的应用（103）

2.4Talbot效应及其应用技术（106）

2.4.1Talbot效应原理（106）

2.4.2Talbot效应的应用（114）

2.5莫尔条纹技术（116）

2.5.1条纹形成原理（116）

2.5.2衍射干涉原理（117）

2.5.3莫尔条纹的特点（118）

2.5.4莫尔条纹光学系统的构成与分类（120）

2.5.5莫尔条纹测试技术应用（121）

练习与思考题（127）

本章参考文献（128）

第3章光调制解调及扫描技术（129）

3.1光调制技术（129）

3.2常用光调制技术（132）

3.2.1光强度的空间调制技术（132）

3.2.2光强度的时间调制技术（134）

3.2.3光的频率调制技术（140）

3.2.4光的相位调制技术（149）

3.2.5光的偏振态调制技术（152）

3.3调制信号的解调技术（154）

3.3.1调幅信号的解调（154）

3.3.2调相信号的解调与相敏检波（155）

3.4光扫描技术（156）

3.4.1光扫描技术原理（156）

3.4.2光强衍射扫描技术（158）

3.4.3相位调制扫描技术（159）

3.4.4白光扫描干涉技术（162）

3.5激光多普勒技术（165）

3.5.1激光多普勒效应（166）

3.5.2差动多普勒技术（167）

3.5.3激光多普勒测速技术（168）

练习与思考题（176）

本章参考文献（176）

第4章光纤传感技术（178）

4.1光纤原理与结构（178）

4.1.1光纤结构原理（178）

4.1.2光纤模式与传输（179）

4.1.3光纤中的偏振（185）

4.2光纤传感的概念与类别（187）

4.2.1光纤传感的定义及特点（187）

4.2.2光纤传感系统的组成（187）

4.2.3光纤传感系统的分类（190）

4.2.4调制原理分类（191）

4.3强度调制型光纤传感技术（193）

4.3.1介质的吸收特性（193）

4.3.2透射式强度调制型光纤传感技术（194）

4.3.3光波模式强度调制型光纤传感技术（194）

4.3.4光吸收型强度调制光纤传感技术（195）

4.4波长调制型光纤传感技术（196）

4.4.1黑体辐射波长调制技术（196）

4.4.2荧光波长调制技术（197）

4.5相位调制型光纤传感技术（198）

4.6偏振态调制型光纤传感技术（200）

4.6.1磁光效应（200）

4.6.2磁光调制技术（201）

4.6.3溶液旋光性（201）

4.7传光型光纤传感技术（202）

4.7.1光纤微弯传感技术（202）

4.7.2光纤辐射传感技术（204）

4.8干涉型光纤传感技术（205）

4.8.1光纤迈克耳孙干涉仪（206）

4.8.2光纤马赫—曾德尔（Mach—Zehnder）干涉仪（206）

4.8.3光纤萨格纳克干涉仪（208）

4.8.4光纤法布里—珀罗干涉仪（212）

4.9光纤布拉格光栅传感技术（214）

4.9.1光纤布拉格光栅的原理（214）

4.9.2光纤布拉格光栅的应变特性（215）

4.9.3光纤布拉格光栅的温度传感特性（216）

4.9.4光纤光栅传感系统的基本组成（218）

4.9.5光纤光栅传感器的敏感性（218）

4.9.6光纤光栅温度与应变交叉敏感特性（219）

4.9.7光纤光栅传感器的波长解调技术（220）

4.9.8光纤光栅传感器应用技术（222）

4.10传感器的复用技术（224）

4.10.1光纤传感器网络的一般形式（224）

4.10.2点传感器的复用技术（225）

4.10.3分布式传感技术（228）

练习与思考题（232）

本章参考文献（232）

第5章光纳米传感与测量技术（234）

5.1纳米光学与纳米测量概述（234）

5.2倏逝波原理与传感技术（235）

5.2.1倏逝波原理（235）

5.2.2基于倏逝波的传感技术（238）

5.3表面等离子体共振技术（240）

5.3.1SPR技术原理（240）

5.3.2SPR技术的应用（245）

5.3.3SPR传感器的性能（251）

5.4近场光学探测技术（252）

5.4.1近场光学原理（252）

5.4.2光子隧道理论（256）

5.4.3近场探测技术（258）

5.4.4近场扫描光学显微镜的应用（261）

5.4.5其他的纳米级测试方法（266）

5.5光纳米传感技术的发展方向（275）

5.5.1亚波长光学元件技术（275）

5.5.2MOEMS技术（276）

练习与思考题（279）

本章参考文献（279）

附录A光探测及信号处理技术（281）

A.1光信号探测技术（281）

A.2模拟电信号调理技术（296）

A.3数字信号处理技术（307）

练习与思考题（311）

参考文献

《光电信息科学与工程类专业规划教材:光学测试技术》从基本原理出发，着重阐述各种物理量的光学测试技术、方法和手段，选材上既注重基础理论性更着重实用性和先进性，是学习、掌握先进的精密测试技术的一本入门教材和技术实用书籍。

（5）光的相位调制：指的是外界物理量使得光载波的相位发生规律性的变化。数字波面干涉仪就是通过光的相位调制的方式实现对面型的高精度测量的。利用电光效应，通过对电极加上规律的电压，使光载波的相位产生变化而实现的调制，也属于光的相位调制技术。还有相位激光测距技术也属于光的相位调制技术。

（6）光的偏振态调制：指的是光载波的偏振态产生规律性的变化，实现对物理量的精确测量。例如，利用偏振光导航，就是通过实时监测地球大气层散射太阳光而形成的偏振光，实现载体的导航，其中的偏振光就是利用偏振态调制方法完成的一种载波，可以直接区别于不在此偏振态上的干扰光。又如，通过改变施加在与光的传播方向平行的磁场的大小，实现对载波光的偏振态的规律调制。

3.2常用光调制技术

利用光调制技术实现物理量的精密测量，是光学测试技术中普遍采用的方法。根据不同的应用角度，光调制技术也有不同的分类方法。本书从测试测量领域阐述光调制的各种方法，与其他教材中提到的通信领域的光调制方法既有区别又有紧密的联系。光具有4大特征参量，分别是强度（振幅）、频率（波长）、相位和偏振态，凡是光学测试中涉及外界物理量改变光的强度或振幅的，在本书中都称为光的强度调制，其中包含了时间领域的强度调制和空间领域的强度调制，还有一些强度调制同时包括这两种调制。凡是涉及改变光的频率的，都称为频率调制或波长调制。凡是涉及改变光的相位的，都称为光的相位调制。而涉及光偏振态的，都称为偏振态调制。

3.2.1 光强度的空间调制技术

1.莫尔条纹技术

莫尔条纹是由两周期性空间结构（比如两个光栅）相互叠合产生的，当光经过这两个空间结构时，将在该结构的另一面形成周期性分布的亮暗条纹，这些亮条纹就叫做莫尔条纹。莫尔条纹对光栅栅距具有放大作用，通过调整两光栅之间的夹角，可使得莫尔条纹的宽度相应改变。当两光栅之间有相对移动时，莫尔条纹也在与光栅相对移动方向近似垂直的方向上移动，通过测量光栅移动过程中莫尔条纹移动的个数，实现对光栅相对移动位移量的测量。由于计量莫尔条纹的个数比较简单，且个数可以多次累加，因此测量精度比较高，测量范围比较大。

《电子信息科学与工程类专业规划教材:LPC1100系列处理器原理及应用》为普通高等教育"十二五"规划教材之一。