《计量测试技术手册 第10卷 光学》求取 ⇩

第1章 绪论1

1 对光的本性认识的历史1

目录1

2 坎德拉——光学的基本单位2

3 光学计量测试的范畴及发展趋势4

3.1 光度计量测试4

3.2 光辐射计量测试5

3.3 激光计量测试5

3.4 色度计量测试6

3.5 成像光学计量测试6

3.6 非光学量的光学测试7

3.7 光学计量测试的发展趋势7

1 基本辐射度量与单位8

1.1 辐射度量8

第2章 辐射度测量8

1.2 辐射度量的光谱特性10

1.3 光谱辐射度量10

1.4 发射率和吸收率11

2 辐射度量的基准和传递标准12

2.1 黑体辐射器12

2.2 光热型绝对（电替代）辐射计16

2.3 低温辐射计18

2.4 硅光电二极管自校准技术19

2.5 实现辐射度量基准的其他方法20

2.6 辐射度量传递标准21

2.7 市售黑体辐射器23

3 辐射度测量方法与仪器24

3.1 辐射度测量的基本考虑24

3.2 总辐射度量的测量与辐射计25

3.3 光谱辐射度量测量与光谱辐射计38

3.4 发射率测量47

4 太阳辐射48

4.1 太阳辐射的一般特性48

4.2 地球表面上的太阳辐射特性53

4.3 在地球表面上太阳总辐射的光谱53

分布53

第3章 光度测量55

1 光度量术语及单位55

2 光谱光视效率58

3 光度计量基准和传递系统64

3.1 发光强度基准的定义及复现方法64

3.2 〔光〕照度基准65

3.3 光通量基准、副基准及其测量65

3.5 弱光光度标准69

3.4 〔光〕亮度基准69

3.6 色温度基准及其测量70

3.7 发光强度、总光通量、色温度的标准灯72

4 光度量值传递系统77

5 光度测量方法77

5.1 发光强度的测量方法77

5.2 用球形光度计测量光源的总光通量86

5.3 光通量标准92

5.4 光源发光效能的计算92

5.5 光照度计及其检定93

5.6 余弦发射体产生的照度及距离平方反比定律的其他表达方式98

5.7 〔光〕亮度计及其检定100

5.8 微弱光照度计及其检定102

5.9 色温标准灯检定方法103

5.10 色温表及其检定方法104

6.1 照明光源的照度计算及其测量106

5.11 气体放电光源的相关色温Tc的测量106

6 照明的光度测量106

6.2 室内灯具光度参数的测量和计算116

6.3 投光（泛光）照明灯具的测量和计算120

6.4 不舒适眩光计算123

6.5 工作场所的照度标准值126

7 天文和大气光度测量127

7.1 天文光度测量中星等的确定127

7.2 标准星128

7.3 大气消光校正129

7.4 常用的天文光度测量仪器130

7.5 光辐射在大气中的传输131

1 术语和单位134

1.1 反射134

第4章 光谱光度测量134

1.2 透射135

1.3 吸收136

1.4 逆反射137

1.5 偏振137

2 光谱光度的测量体系137

3 光谱光度仪器138

3.1 紫外可见光谱区的仪器部件139

3.2 紫外可见区的测试仪器143

3.3 红外光谱区的仪器部件143

3.4 红外光谱区的测试仪器147

3.5 真空紫外光谱仪148

3.6 发射光谱仪部件148

3.7 摄谱仪149

4.2 液体吸收（透射）标准151

4.1 分光光度的特点151

4 光谱透射测量151

3.8 显微密度计151

4.3 固体吸收（透射）标准158

4.4 杂散光及其检测161

4.5 透射比（吸光度）测量163

4.6 光谱透射比（吸收度）基准165

5 光谱反射测量167

5.1 漫反射函数的确定167

5.2 漫反射比测量的几何条件168

5.3 反射比的数学表达式169

5.4 漫反射因数测量的几何条件169

5.5 反射因数的数学表达式170

5.6 漫反射比测量171

5.7 漫反射因数测量173

5.8 漫反射分布测量175

5.9 规则反射比测量178

5.10 工业测量181

5.11 反射标准器183

5.12 波长标准器186

5.13 逆反射测量188

6 偏振与发射光谱测量189

6.1 偏振器对的消光比测量189

6.2 发射光谱测量方法190

6.3 光栅摄谱仪的检定191

第5章 色度测量193

1 标准色度学系统193

1.1 CIE三刺激值193

1.2 色度坐标223

1.3 CIE1960均匀色度标尺图224

1.4 CIELUV均匀颜色空间225

1.6 色差公式226

1.5 CIELAB均匀颜色空间226

1.7 其它表色系统227

1.8 色调与主波长，彩度与饱和度的关系228

1.9 白度228

2 色度计量的基准和标准230

2.1 色度计量基准装置230

2.2 副基准白板231

2.3 标准白板231

2.4 标准色板232

2.5 色度量值传递系统234

3 常用的色度测量仪器234

3.1 色度计234

3.3 色泽计238

3.4 白度计238

3.2 色差计238

4 光源色的测量方法和测量仪器239

4.1 光谱辐射法测量光源的三刺激值和色坐标239

4.2 光源的色温241

4.3 光源的显色指数243

4.4 光源的异谱同色指数246

4.5 光源的色度测量仪器254

5 彩色电视的色度计量255

5.1 彩色电视的色度学参数255

5.2 电视色度计量方法与仪器256

第6章 感光度测量262

1 基本术语、量与单位262

2 坐标系和函数表示法263

2.1 坐标系263

2.2 函数表示法263

3.1 漫透射密度的几何模式264

3 密度测量的几何条件264

3.3 反射密度的几何模式265

4 密度测量的光谱条件265

3.2 投影密度的几何模式265

4.1 人射光谱S266

4.2 光谱条件266

5 感光测定用照明体269

5.1 摄影照明体269

5.2 标准感光测定昼光照明体269

5.3 标准感光测定摄影棚钨灯照明体269

5.4 标准感光测定溢（泛）光照明体269

5.5 光谱分布指数（SDI）的计算271

7 曝光量基准273

8.1 快门273

8 工业用感光仪273

6 H＆.D曲线273

5.6 光谱分布指数允差273

8.2 曝光量的校准275

8.3 辐射度校准276

9 工业密度计276

9.1 密度计的分类276

9.2 漫透射密度的光路布置278

9.3 投影密度278

9.4 反射密度278

9.5 密度测量中的误差源279

9.6 密度计的选择281

10 漫透射视觉密度基准装置281

12.2 彩色积分密度计量器具检定系统282

12.1 视觉密度计量器具国家检定系统282

12 漫透射密度计量器具国家检定系统282

11.3 漫反射视觉标准密度片282

11.1 漫透射视觉标准密度片282

11 标准密度片282

11.2 漫透射彩色积分标准密度片282

13 照相材料RMS颗粒度测量方法286

13.1 基本概念286

13.2 测量过程286

13.3 测量仪器286

13.4 电子系统287

13.5 投影密度与漫射密度的转换287

13.6 各类常用胶片的RMS颗粒度值287

14.4 显微物镜法289

14.7 测量方法的选择289

14.6 镜头分辨力校正289

14.5 干涉法289

14.3 照相物镜法289

14.2 接触法289

14.1 基本概念289

14 照相材料分辨力测试方法289

14.8 GB9045—88和ISO6328规定的测量方法290

15 照相材料调制传递函数（MTF）测量方法292

15.1 基本概念292

15.2 正弦法测量MTF292

15.3 方波法测量MTF293

15.4 散布函数法295

15.5 随机噪声法295

15.6 频谱法295

15.7 干涉法296

15.8 物理测量法297

15.9 测微密度计引起畸变的校正297

15.10 各种MTF测量方法比较297

1 激光参数的量和单位298

第7章 激光参数测量298

2 激光参数计量基标准和传递系统300

2.1 激光功率基准300

2.2 激光能量基标准303

2.3 激光波长基准305

2.4 激光峰值功率标准306

2.5 激光量值传递和溯源性307

3 激光参数的测量方法309

3.1 一般测量要求和条件309

3.2 激光功率能量测量方法310

3.3 激光时域参数测量方法314

3.4 激光空域参数的测量方法316

4 常用激光测量仪器322

4.1 激光功率能量计322

4.2 激光波长计327

4.3 激光空域参数测试仪器329

5 半导体激光二极管测试方法330

5.1 参数名称和符号330

5.2 测量条件和要求330

5.3 正向电压（VF）330

5.4 反向击穿电压（VBR）331

5.5 正向电流（IF）331

5.6 反向电流（IR）331

5.7 微分电阻（Rd）332

5.8 阈值电流（Ith）332

5.9 输出激光功率P及P-I特性333

5.10 消光比（ξ）333

5.11 外微分量子效率（ηD）333

5.12 峰值发射波长（λp）、辐射光谱宽度（△λ）和纵模数目334

5.15 激光时域参数：延迟时间（td），上升时间（tr），存贮时间（ts），下降时间（tf）335

5.14 强度空间分布（相对功率能量空间分布）335

5.13 近场图335

5.16 相对噪声强度（RIN）336

5.17 截止频率337

第8章 光学材料性能测试338

1 无色光学玻璃338

1.1 无色光学玻璃的理化性能指标338

1.2 无色光学玻璃的折射率和色散系数的标准和测试方法338

1.3 无色光学玻璃光学均匀性的标准和测试方法342

1.4 无色光学玻璃应力双折射的标准和测试方法351

1.5 无色光学玻璃条纹度的标准和测试方法353

1.6 无色光学玻璃气泡度的标准和测试方法354

1.7 无色光学玻璃光吸收系数的标准和测试方法355

1.8 无色光学玻璃的紫外—红外折射率精密测定356

1.10 无色光学玻璃的其他理化性能的测试方法358

1.9 无色光学玻璃内透过率测试358

2 颜色滤光玻璃和光学石英玻璃363

2.1 颜色滤光玻璃363

2.2 光学石英玻璃（也称为石英光学玻璃）367

3 光学晶体369

3.1 晶体的光轴定向方法369

3.2 晶体折射率的测量374

3.3 晶体的缺陷观测376

3.4 晶体的消光比测量378

3.5 晶体的其他物理化学性质378

4 航空和汽车安全玻璃389

4.1 航空有机玻璃的质量标准和测试方法389

4.2 汽车安全玻璃的测试方法394

1.2 多模光纤398

1.1 光纤结构398

1 光纤类别及技术要求398

第9章 光纤和光通信参数测量398

1.3 单模光纤400

1.4 特性参数400

2 光纤和光通信参数的计量标准404

2.1 光功率标准装置404

2.2 光纤带宽测量标准装置404

2.3 折射率分布和几何参数标准测量装置406

2.4 模场直径标准测量装置408

2.5 光纤衰减标准测量装置409

2.6 标准光纤410

3 光纤和光通信参数的测量方法410

3.1 测量方法总则410

3.2 光衰减或损耗的测量条件和方法411

3.3 带宽或基带响应416

3.4 色散的测量方法420

3.5 折射率分布测量方法424

3.6 数值孔径测量方法427

3.7 模场直径测量方法429

3.8 截止波长测量方法433

3.9 几何尺寸参数测量方法436

4 常用纤维光学检测仪器439

4.1 光纤功率计439

4.2 光时域反射计（OTDR）439

4.3 光纤损耗测试仪443

4.4 其它光纤测试器件和设备444

第10章 光学零件的测量445

1 光学零件的表面面形偏差测量445

1.1 有关的标准介绍445

1.2 平面面形偏差的测量451

1.3 球面面形的测量456

1.4 非球面面形的测量460

2 光学零件表面的球面曲率半径测量468

2.1 有关的测量标准468

2.2 用环形球径仪测量球面曲率半径469

2.3 用自准直显微镜测量球面曲率半径471

2.4 用自准直望远镜测量球面曲率半径472

2.5 刀口阴影法测量球面曲率半径473

2.6 干涉法测量球面曲率半径473

2.7 球面曲率半径测量方法的选择474

3 透镜中心厚度的测量475

3.1 机械法测量475

3.2 光学法测量475

3.3 几种透镜中心厚度测量方法的特点476

4 平面光学零件光学平行度测量477

4.1 双像法自准直仪测量平行度477

4.2 干涉法测量玻璃平板的平行度478

4.3 光电光楔偏向角测量干涉仪482

4.4 几种平行度测量方法的比较483

5 棱镜的角度测量484

5.1 精密测角仪测量棱镜的角度484

5.2 比较法测量棱镜角度485

5.3 反射棱镜光学平行度测量487

5.4 屋脊棱镜的双像差和屋脊角误差测量490

5.5 锥体棱镜的角度测量494

6 光学零件加工质量的检验496

6.1 光学零件抛光表面疵病的检验496

6.2 透镜的中心误差测量498

7 眼镜镜片的测量502

7.1 眼镜镜片厚度的测量502

7.2 眼镜镜片屈光度的测量503

1 介质膜折射率测量508

第11章 光学薄膜性能测试508

1.1 单层膜折射率测量509

1.2 多层膜折射率测量521

2 金属膜复折射率测量522

2.1 椭圆偏振法523

2.2 光度法526

3 光学薄膜厚度测量529

3.1 双光束干涉法529

3.2 多光束干涉法530

3.3 光度法531

4 薄膜元件透射比测量532

4.1 单光路测量法532

4.2 双光路测量法533

5 光学薄膜反射比测量535

5.1 低反射比测量535

5.2 高反射比测量536

6 薄膜元件吸收比测量539

6.1 速率量热计测量法540

6.2 用黑体校温的量热计测量法541

7 薄膜元件散热比测量541

7.1 用散射计测量散射比541

7.2 表面散射比测量542

8 薄膜机械强度和应力的测定542

8.1 薄膜附着力测定542

8.2 薄膜机械强度测定543

8.3 薄膜应力测定544

9 薄膜的激光破坏阈值测量547

第12章 光学系统特性常数的测量550

1 焦距和顶焦距的测量550

1.1 放大率法测量焦距和顶焦距551

1.2 精密测角法测量焦距553

1.3 附加接筒法测量焦距554

1.4 特长焦距的测量555

1.5 测量焦距的其他方法556

1.6 光电定焦方法557

2 望远系统特性常数的测量558

2.1 出瞳直径和出瞳距离的测量558

2.2 望远系统放大率的测量559

2.3 望远系统视场的测量561

2.4 望远系统视度和视差的测量562

2.5 望远系统分划倾斜和像倾斜的测量567

2.6 望远系统积分透射比和光谱透射比的测量568

2.7 双目望远系统特殊性能的测量569

2.8 光学测距仪特殊性能的测量571

2.9 望远系统杂光系数的测量和标准572

3.1 显微系统放大率的测量574

3 显微系统特性常数的测量574

3.2 显微物镜数值孔径的测量576

3.3 显微镜视场的测量578

3.4 显微物镜装校过程中的检验578

3.5 显微系统杂光系数的测量578

4 照相物镜特性常数的测量579

4.1 照相物镜的相对孔径和T数的测量579

4.2 照相物镜渐晕系数的测量（参考GB8348—87）584

4.3 照相物镜像面照度均匀度的测量585

4.4 照相物镜的光谱透射比和积分透射比的测量（参考GB8346—87）586

4.5 照相物镜色贡献指数（ISO/CCI）及其测量（参考GB9191—88）588

4.6 照相物镜杂光系数的测量（参考GB9918—88）592

4.7 变焦距照相物镜像面稳定性的测量（参考GB9917—88）592

4.8 照相系统取景测距系统的测量（参考GB10047—88）593

5.1 投影物镜的物像共轭面距离的测量594

5 投影系统的测量594

5.2 投影物镜放大率的测量595

6 激光光学系统特性常数的测量595

6.1 激光束的基本特性595

6.2 激光光斑尺寸及其测量597

6.3 激光束的束散角及其测量601

6.4 激光束的横模及纵模的观测601

7 光纤光学系统特殊性能的测量603

7.1 光纤光学元件的数值孔径的测量603

7.2 光纤光学元件的透射比的测量604

7.3 自聚焦光纤的焦距和数值孔径的测量605

第13章 光学系统的像差测量和像质鉴定608

1 哈特曼检验测量光学系统像差608

1.1 轴上点像差的测量608

1.2 斜光束像差的测量609

1.3 哈特曼检验与波像差测量611

2 光学系统畸变的测量613

2.1 畸变及相对畸变表达式613

2.2 有限远物距、无限远像距系统畸变的测量614

2.3 无限远物距、有限远像距系统畸变的测量616

2.4 有限远物距、有限远像距系统畸变的测量617

2.5 无限远物距、无限远像距系统畸变的测量617

3 光学系统像质评定的星点检验法619

3.1 无像差衍射受限系统星点像的光强分布规律619

3.2 星点检验法的装置与条件620

3.3 光学系统星点像判读622

4 光学系统的分辨率测量625

4.1 衍射受限系统（无像差理想光学系统）的分辨率625

4.2 分辨率图案627

4.3 照相物镜分辨率测量（目视法）632

5.1 干涉仪与检测波像差原理635

5 泰曼、斐索型干涉仪检测光学系统的波像差635

4.4 望远系统分辨率测量635

4.5 显微镜系统分辨率测量635

5.2 初级像差与干涉图639

5.3 波面相位光电探测技术647

5.4 波面拟合与波像差函数求取650

5.5 用波像差值求解像质指标660

6 波面横向错位干涉测量光学系统波像差662

6.1 横向错位干涉仪及测量原理663

6.2 横向错位干涉图与波面形状664

6.3 由横向错位干涉图求原始波面666

7 刀口阴影法测量物镜的几何像差669

7.1 刀口阴影法几何原理及亮暗界线方程669

7.2 初级像差的阴影图670

8.1 朗契检验法几何原理673

8.2 朗契图与初级像差的关系673

8 朗契检验法检验光学系统像质673

8.3 条纹扫描朗契检验技术677

9 光学传递函数的测量678

9.1 光学传递函数测量基础及表达式678

9.2 衍射受限系统的光学传递函数683

9.3 光学传递函数测量有关规定685

9.4 测量光学传递函数的扫描法690

9.5 光学传递函数应用697

9.6 光学传递函数测量装置的检定697

第14章 光辐射探测器及其测量703

1 光辐射探测器的分类703

1.1 光子效应探测机制的分类703

1.2 热效应探测机制的分类703

1.3 波动作用效应探测机制的分类703

2.1 与探测器分类有关的术语704

2 光辐射探测器件的术语704

2.2 与探测器工作特性有关的术语705

3 光辐射探测器的计量标准706

4 光电发射探测器706

4.1 概述706

4.2 真空光电管708

4.3 光电倍增管710

4.4 充气光电管717

5 半导体探测器718

5.1 概述718

5.2 光敏电阻——光电导探测器718

5.3 结型光电探测器722

5.4 雪崩光电二极管728

5.5 电荷耦合成像器件730

6.1 概述734

6 热型探测器734

6.2 热电偶和热电堆736

6.3 测辐射热计和热敏电阻740

6.4 热释电探测器741

6.5 高莱气动探测器744

6.6 绝对辐射计和量热计745

7 光辐射探测器件的主要性能参数与测量747

7.1 探测器的响应度747

7.2 探测器的光谱匹配因子749

7.3 探测器响应度的测定749

7.4 探测器的线性及其测定756

7.5 时间常数、上升时间、下降时间762

7.6 探测器噪声及其测量764

参考文献766