1、 第八章第八章 非相干光光电信号变换方法非相干光光电信号变换方法 在光电系统的信号形成、传送、检测和处理过程在光电系统的信号形成、传送、检测和处理过程中，通常要借助于几何光学的、物理光学的或光电子中，通常要借助于几何光学的、物理光学的或光电子学的方法对信号的组编形式和能量状态进行人为的变学的方法对信号的组编形式和能量状态进行人为的变换，包括将一种光量转换为另一种光量，将非光量转换，包括将一种光量转换为另一种光量，将非光量转换为光量或将连续光量变换为脉冲光量等。换为光量或将连续光量变换为脉冲光量等。这种变换的目的在于：将待处理信息载荷到光载这种变换的目的在于：将待处理信息载荷到光载波上进而形成光
2、电信号；改善系统的时间空间分辨能波上进而形成光电信号；改善系统的时间空间分辨能力和动态品质，提高传输和检测精度；改善系统的检力和动态品质，提高传输和检测精度；改善系统的检测信噪比，提高工作可靠性和对环境的适应能力。测信噪比，提高工作可靠性和对环境的适应能力。q几何变换的光电方法是基于将光学现象看作是直线几何变换的光电方法是基于将光学现象看作是直线光束传输的结果，是在几何光学的意义上利用光束光束传输的结果，是在几何光学的意义上利用光束传播的直线性、透光、反射、折射、成象等光学方传播的直线性、透光、反射、折射、成象等光学方法进行的信号变换。法进行的信号变换。q物理变换的光电方法是将光学现象看作是电
3、磁波振物理变换的光电方法是将光学现象看作是电磁波振荡传播的结果，是在物理光学的意义上利用光的衍荡传播的结果，是在物理光学的意义上利用光的衍射、干涉、光谱、波长变换等光学现象和参量进行射、干涉、光谱、波长变换等光学现象和参量进行的信号变换。的信号变换。q 随着光电子学的发展，出现了各种新型的光控制随着光电子学的发展，出现了各种新型的光控制器件，它们为光信号的实时变换和光路的集成化提器件，它们为光信号的实时变换和光路的集成化提供了广阔的发展前景。这些变换方法常常单独或者供了广阔的发展前景。这些变换方法常常单独或者若干组合后应用于不同目的的光电系统中。若干组合后应用于不同目的的光电系统中。典型光电信
4、号变换方法的光学原理和应用典型光电信号变换方法的光学原理和应用变换变换方法方法光光 学学 原原 理理应应 用用几何几何光学光学直进、遮光；反射、折直进、遮光；反射、折射；光学成象等非相干射；光学成象等非相干光的光学现象。光的光学现象。光开关、光学编码、光学扫描、光开关、光学编码、光学扫描、瞄准定位、准直定向、测长测瞄准定位、准直定向、测长测角、测距、成象测量等。角、测距、成象测量等。物理物理光学光学衍射、干涉、光谱、波衍射、干涉、光谱、波长变换、光学拍频等相长变换、光学拍频等相干光的光学现象。干光的光学现象。莫尔条纹、干涉计量、外差通莫尔条纹、干涉计量、外差通讯、光谱分析、散斑全息测量讯、光谱
5、分析、散斑全息测量等。等。光电光电子学子学电光效应、磁光效应、电光效应、磁光效应、声光效应、空间光调制、声光效应、空间光调制、光束纤维传输传感等光光束纤维传输传感等光电现象。电现象。光调制、光束偏转、光通讯、光调制、光束偏转、光通讯、光记录、光存储、光显示、传光记录、光存储、光显示、传光、传象、传感等。光、传象、传感等。对非相干光采用几何变换的各种光电方法。对非相干光采用几何变换的各种光电方法。根据光电信号的时空特点，在光电系统中常用的根据光电信号的时空特点，在光电系统中常用的各种信号大致可分作下面的两种类型：各种信号大致可分作下面的两种类型：（1）随时间变化的随时间变化的光电信号。这类信号的
6、变换通常光电信号。这类信号的变换通常集中发生于局部的空间范围，它的特征参量只随时间集中发生于局部的空间范围，它的特征参量只随时间缓慢地，或周期性或瞬时地变化，因此是时间的一维缓慢地，或周期性或瞬时地变化，因此是时间的一维函数而与空间坐标无关，可用函数函数而与空间坐标无关，可用函数F(t)表示。表示。（2）随空间变化的随空间变化的光电信号。这类信号发生在一定光电信号。这类信号发生在一定的空间坐标范围内，光电信号的参量随空间位置而改的空间坐标范围内，光电信号的参量随空间位置而改变。因此是二维或三维空间的函数，用函数变。因此是二维或三维空间的函数，用函数F(x,y,z)表表示，其中随时间变化的信号称
7、作时空变化的光电信号，示，其中随时间变化的信号称作时空变化的光电信号，用函数用函数F(x,y,z,t)表示。表示。非相干光时变光电信号变换与检测方法分类非相干光时变光电信号变换与检测方法分类非相干光空变光电信号变换与检测方法分类非相干光空变光电信号变换与检测方法分类一、光通量的幅度测量一、光通量的幅度测量（一）单通道测量系统（一）单通道测量系统被测光通量沿单一光学通道传送到光电接收器被测光通量沿单一光学通道传送到光电接收器的系统。的系统。第第1 1节节 时变光信号的直接测量时变光信号的直接测量单通道测量系统常用的测量方法是直读法和单通道测量系统常用的测量方法是直读法和指零法。指零法。1 1、直
8、读法、直读法00SKMK 直读法原理图与框图2 2、指零法、指零法测量精度高，消除了由于辐射光通量和检测器测量精度高，消除了由于辐射光通量和检测器不稳定造成的影响。采用指零法测量偏振物质偏振不稳定造成的影响。采用指零法测量偏振物质偏振面转角的光电装置及系统框图如下。面转角的光电装置及系统框图如下。（二）双通道测量系统（二）双通道测量系统优点：完全消除入射光辐射的起伏影响，消除杂光优点：完全消除入射光辐射的起伏影响，消除杂光引起的引起的不稳定性。不稳定性。双通道测量系统的信号处理方法双通道测量系统的信号处理方法常采用差动法，补偿法，比较法和交替法等。常采用差动法，补偿法，比较法和交替法等。、差动
9、法、差动法2、补偿法、补偿法是差动法和指零法的结合。是差动法和指零法的结合。3 3、比较法、比较法比较测量中的光电接收器采用组成电桥的光比较测量中的光电接收器采用组成电桥的光敏电阻。敏电阻。二、光通量的频率测量二、光通量的频率测量优点：优点：精度高；精度高；数字式，测量结果易和计算机连接。数字式，测量结果易和计算机连接。产生方法：产生方法：q几何光学方法实现，透光或反光，例如使光几何光学方法实现，透光或反光，例如使光通过旋转的多孔圆盘或反光的多面体。（电通过旋转的多孔圆盘或反光的多面体。（电机转速测量）机转速测量）q物理光学方法实现，例如光栅及干涉条纹测物理光学方法实现，例如光栅及干涉条纹测量
10、及光电子的光束调制等。量及光电子的光束调制等。（一）波数测量：（一）波数测量：干涉条纹计数干涉条纹计数激光干涉仪计数与判向系统q通过测量光通量随时间变化的周期数来检通过测量光通量随时间变化的周期数来检测被测值称波数测量或波形计数。测被测值称波数测量或波形计数。q一般情况下，将被测量引起的周期变化的一般情况下，将被测量引起的周期变化的光通量光电转换为电脉冲，再用电子计数光通量光电转换为电脉冲，再用电子计数器来计数波数的变化。器来计数波数的变化。（一）波数测量：（一）波数测量：莫尔条纹计数莫尔条纹计数光栅莫尔条纹测量原理图用莫尔条纹原理实现的线位移测量系统光栅尺用莫尔条纹原理实现的角位移测量系统光
11、栅编码器（二）频率测量（二）频率测量、测量物体的速度、测量物体的速度、用于转数的测量三、光通量的相位和时间测量三、光通量的相位和时间测量（一）相位测量（一）相位测量典型应用：光电光波的测距典型应用：光电光波的测距激光相位测距：激光相位测距：通过对光强度进行调制实现的。通过对光强度进行调制实现的。设调制频率设调制频率f，fc用“光尺”测量距离C是光速。是光速。AB相移相移22)(2mmmm)(2mmfcctL设测距仪接收器在设测距仪接收器在AsLmmmmLmmL)(2)()(2相位测量技术只能测量小数部分相位测量技术只能测量小数部分m2m当当LLs时，整数部分时，整数部分m是不知道的，仅用一把是
12、不知道的，仅用一把“光尺光尺”是是无法测量距离的。无法测量距离的。但但LLs时，时，22L如果降低频率，如果降低频率，Ls增大，但假设测相精度不变，为增大，但假设测相精度不变，为1，精度又下降。精度又下降。解决方案：改变调制频率，用几把解决方案：改变调制频率，用几把“光尺光尺”ssLcf2例如：Ls=1000m,测得L584m；Ls10m，测得L4.76m 实际距离L584.76m差频测相原理框图设测距仪测程要求设测距仪测程要求100km；精确到；精确到0.01m；测相精度测相精度1，则需要三把则需要三把“光尺光尺”MHzfmLkHzfmLkHzfmLssssss15,10150,105.1,
13、1033221135应用：应用：连续光波输出，可有合作目标，也可没有。连续光波输出，可有合作目标，也可没有。测量距离中等。应用范围广，如大地测量等。测量距离中等。应用范围广，如大地测量等。（二）时间测量（二）时间测量激光测距（飞行时间法）激光测距（飞行时间法）脉冲激光测距脉冲激光测距待测目标距离待测目标距离LctL21c：光速，：光速，t光脉冲往返时间。光脉冲往返时间。脉冲激光测距原理图02 fcNL（a）激光测距仪结构简图）激光测距仪结构简图（b）各点信号波形图）各点信号波形图N：计数器计到的个数，：计数器计到的个数，f0：计数脉冲（填充脉冲）频率。：计数脉冲（填充脉冲）频率。可以估算：若要
14、求分辨率为可以估算：若要求分辨率为1m，则，则f0应达到应达到150MHz。误差源误差源（1）测量）测量t的误差的误差（2）光速）光速c受大气折射率影响（受大气折射率影响（Edlen公式）公式）短距离（几至几十千米）主要是测量短距离（几至几十千米）主要是测量t的误差。的误差。应用应用激光瞬时功率极大，可有合作目标，也可没有。激光瞬时功率极大，可有合作目标，也可没有。测量距离几千米至月地距离测量。目前已有可测几米距离的，测量距离几千米至月地距离测量。目前已有可测几米距离的，但技术难度大。但技术难度大。应用范围广，如大地测量、战术前沿测距，导弹轨道跟踪，应用范围广，如大地测量、战术前沿测距，导弹轨
15、道跟踪，卫星、地球月球距离测量等。卫星、地球月球距离测量等。第第2节节时变光信号的调制和解调时变光信号的调制和解调一、调制的基本原理一、调制的基本原理在光电系统中，光通量是信息的载体。光通量作在光电系统中，光通量是信息的载体。光通量作为信息的物质载体称作为信息的物质载体称作载波载波。使光载波信号的一个或。使光载波信号的一个或几个特征参数按被传送信息的特征变化，以实现信息几个特征参数按被传送信息的特征变化，以实现信息检测传送目的的方法称作检测传送目的的方法称作调制调制。光载波可以利用复合的非相干光波，也可以利用光载波可以利用复合的非相干光波，也可以利用窄带单色、有确定初相位的相干光波。窄带单色、
16、有确定初相位的相干光波。许多种光学参量都可以作为载波的特征参数许多种光学参量都可以作为载波的特征参数q非相干光辐射能量的幅度、变化频率和相位以非相干光辐射能量的幅度、变化频率和相位以及脉冲时间；及脉冲时间；q相干光辐射波振幅、光频、相位、偏振方向以相干光辐射波振幅、光频、相位、偏振方向以及光束的传播方向或光学介质的光学常数等。及光束的传播方向或光学介质的光学常数等。光载波可以是将信息直接调制到光载波上的广光载波可以是将信息直接调制到光载波上的广义的调制，在更多的情况下是人为地使载波光通量义的调制，在更多的情况下是人为地使载波光通量随时间或空间变化，形成多变量的载波信号，然后随时间或空间变化，形
17、成多变量的载波信号，然后再使其特征参数随被测信息改变。这种方法称作二再使其特征参数随被测信息改变。这种方法称作二次调制次调制 q有助于传输过程的信号处理和传输能力的提高；有助于传输过程的信号处理和传输能力的提高；q能更好地从背景噪声和干扰中分离出有用信号，能更好地从背景噪声和干扰中分离出有用信号，提高信噪比和测量灵敏度；提高信噪比和测量灵敏度；q能简化检测系统的结构，改善系统的工作品质；能简化检测系统的结构，改善系统的工作品质；q有时利用调制还可以扩大目标定位系统的视场和有时利用调制还可以扩大目标定位系统的视场和搜索范围。搜索范围。二、光学调制的分类二、光学调制的分类q按时空状态和载波性质可分
18、类按时空状态和载波性质可分类1）时间调制：载波随时间和信息变化。）时间调制：载波随时间和信息变化。2）空间调制：载波的空间状态按信息规律调制。）空间调制：载波的空间状态按信息规律调制。3）时空混合调制：载波随时间空间和信息调制）时空混合调制：载波随时间空间和信息调制变化。变化。q按载波波形和调制方式分类按载波波形和调制方式分类1）直流载波：载波不随时间而只随信息变化。）直流载波：载波不随时间而只随信息变化。2）交变载波：载波随时间周期变化。）交变载波：载波随时间周期变化。连续载波连续载波调幅波、调频波、调相波。调幅波、调频波、调相波。脉冲载波脉冲载波脉冲调宽、调幅、调频等。脉冲调宽、调幅、调频
19、等。模拟调制 脉冲调制q光通量的调制可以在辐射源或光路系统中进行，能光通量的调制可以在辐射源或光路系统中进行，能实现调制作用的装置称作实现调制作用的装置称作调制器调制器。q从已调制信号中分离提取出有用信息的过程称作从已调制信号中分离提取出有用信息的过程称作解解调调。二极管检波解调三、典型的调制方法三、典型的调制方法1 1、连续波调制、连续波调制式中，式中，0是光通量的直流分量，一般不载荷任何信息。是光通量的直流分量，一般不载荷任何信息。m和和是载波交变分量的振幅和角频率。是载波交变分量的振幅和角频率。被测信息可以对交变分量的振幅、频率或者初相位进行调制。被测信息可以对交变分量的振幅、频率或者初
20、相位进行调制。一般情况下，调制后的载波具有下列形式：一般情况下，调制后的载波具有下列形式：0()sinmtt 0()()sin ()()mtV tv t tV t 振幅调制（振幅调制（AM）：调制参量为光通量振幅）：调制参量为光通量振幅mV(t)；频率调制（频率调制（FM）：调制参最为载波频率）：调制参最为载波频率V(t)；相位调制（相位调制（PM）：调制参量为载波的初始相位）：调制参量为载波的初始相位V(t)。调幅与调频1 1）光信号的振幅调制）光信号的振幅调制光载波信号的振幅瞬时值随调制信息成比例变化，其频光载波信号的振幅瞬时值随调制信息成比例变化，其频率和相位保持不变的调制方法称振幅调制
21、或调幅。此时，式率和相位保持不变的调制方法称振幅调制或调幅。此时，式中的中的mV(t)表示为表示为()1()mmV tmV t0()1()sinmtmV tt 式中，式中，V(t)是调制函数，规定是调制函数，规定|V(t)|1；m是是调制度调制度或或调制深调制深度度，表示，表示V(t)对载波幅度的调变能力。对载波幅度的调变能力。mmmm为载波幅度，为载波幅度，m为调制波的幅度变化量。为调制波的幅度变化量。调制函数为简单正弦变化情况下调幅波的形式及其频谱分布。调制函数为简单正弦变化情况下调幅波的形式及其频谱分布。此时，被传送信息按单一谐波规律变化，即此时，被传送信息按单一谐波规律变化，即()si
22、n()V tt 00()1sin()sin1sincos()cos()2mmmtmtttmtt 式中，式中，2F是被测信息的谐波变化角频率。是被测信息的谐波变化角频率。F、是相是相应的频率和初相位。应的频率和初相位。q正弦调制函数的调幅信号除零频分量正弦调制函数的调幅信号除零频分量0外尚包含有三个谐波外尚包含有三个谐波分量：以载波频率为中心频率的基频分量和振幅为基波振幅之分量：以载波频率为中心频率的基频分量和振幅为基波振幅之半、频率分别为中心频率与调制频率之和频和差频的两个边频半、频率分别为中心频率与调制频率之和频和差频的两个边频分量。和正弦调制函数本身的单一谱线相比，调幅波的频谱由分量。和正
23、弦调制函数本身的单一谱线相比，调幅波的频谱由低频移向高频，并且增加了两个边频。低频移向高频，并且增加了两个边频。可以证明，对于频谱分布在可以证明，对于频谱分布在F0F范围的任意复杂函数范围的任意复杂函数V(t)，其对应调幅波的频谱由以载波频率，其对应调幅波的频谱由以载波频率f0为中心的一系为中心的一系列边频组成。这些边频是列边频组成。这些边频是f0F1、f0F2、f0F，其中其中F1、F2、是是F内的频谱分量。内的频谱分量。若调制信号具有连续的带宽若调制信号具有连续的带宽Fmax，则调幅波的频带是，则调幅波的频带是f0Fmax，带宽为，带宽为Bm2Fmax，其中，其中Fmax是调制函数的最高是
24、调制函数的最高频率。频率。2 2）光信号的频率调制）光信号的频率调制光载波的频率按调制信号的幅度改变，偏离开原有的载波频光载波的频率按调制信号的幅度改变，偏离开原有的载波频率，其瞬间偏离值与调制信号瞬时值成正比例，载波的振幅率，其瞬间偏离值与调制信号瞬时值成正比例，载波的振幅保持不变，这种调制方法称频率调制或调频。此时，原式中保持不变，这种调制方法称频率调制或调频。此时，原式中的调制项可表示成的调制项可表示成0()()V tV t式中，式中，V(t)是调制函数，规定是调制函数，规定|V(t)|1。f/2是调制后载波频率相对于中心频率是调制后载波频率相对于中心频率f0的最大频的最大频率偏差，称作
25、频偏。当调制函数率偏差，称作频偏。当调制函数|V(t)|l时，载波频率的变时，载波频率的变化最大，为化最大，为0。对应的载波信号表达式为对应的载波信号表达式为 000()sin()tmttV t dt 对于最简单的余弦调制函数的情况，有对于最简单的余弦调制函数的情况，有()cos()V tt 式中，式中，2F是调制角频率。此时有是调制角频率。此时有00()sinsin()mfttmt 式中，式中，mf/f/F称作调制指数。称作调制指数。f和和F分别是频偏和分别是频偏和调制频率。调制频率。mf表示了单位调制频率的变化引起的频偏变化的大小，表示了单位调制频率的变化引起的频偏变化的大小，mf值值在设
26、计时选定，在设计时选定，mf1时称宽带调频，时称宽带调频，mf1时称窄带调频。时称窄带调频。作近似将上式展开得作近似将上式展开得0000000()sincossin()1sinsin()sin()2mfmmfttmtttmtt q当频率调制指数当频率调制指数mf很小，载波频率变化范围很小，载波频率变化范围不不大时，按余弦规律调频的载波信号的频率和振幅调大时，按余弦规律调频的载波信号的频率和振幅调制一样，是由三个谐波分量组成的（如图制一样，是由三个谐波分量组成的（如图b）。其中）。其中包括振幅为包括振幅为m的载波频率的载波频率0和振幅为和振幅为mfm/2的两个的两个组合频率组合频率0+和和0-分
27、量。分量。q在一般情况下调制信号形式复杂时，调频波的频在一般情况下调制信号形式复杂时，调频波的频谱是以载波频率为中心的一个带域，带宽随谱是以载波频率为中心的一个带域，带宽随mf而异。而异。对于对于mf时，用低通滤波器可以滤除时，用低通滤波器可以滤除Uo中的中的高频项高频项(2)，得到相敏检波器的最终输出，得到相敏检波器的最终输出Uo为为20coscos2mUUtq相敏检波器消除了高次谐波的影响，输出信号幅度与调幅信相敏检波器消除了高次谐波的影响，输出信号幅度与调幅信号的幅度成正比，因此能解调和再现出调制信号号的幅度成正比，因此能解调和再现出调制信号Umcost；q相敏检波器的输出信号和载波与参
28、考信号间的相位差相敏检波器的输出信号和载波与参考信号间的相位差有关。有关。在载波信号幅度不变的条件下能单值地确定载波信号和参考信在载波信号幅度不变的条件下能单值地确定载波信号和参考信号间的相位差。号间的相位差。1）幅度不变而进行相位调制的情况，能解调出相位调制信息。）幅度不变而进行相位调制的情况，能解调出相位调制信息。2）对有极性的调幅信号（只取）对有极性的调幅信号（只取0和和180两种状态）。两种状态）。载波与参考信号同相时输出信号为正值；反之为负值。载波与参考信号同相时输出信号为正值；反之为负值。q这个性质被广泛应用于光电法几何位置偏差和运动方向的极这个性质被广泛应用于光电法几何位置偏差和
29、运动方向的极性判断中。性判断中。（a）鉴相整流 （b）极性检波 第第3 3节节 简单光学目标的空间定位简单光学目标的空间定位所谓光学目标就是不考虑被测对象的物理本质，所谓光学目标就是不考虑被测对象的物理本质，只把它们看作是与背景间有一定光学反差的几何形体只把它们看作是与背景间有一定光学反差的几何形体或图形景物。或图形景物。简单光学目标通常由点、线、平面等简单规则图简单光学目标通常由点、线、平面等简单规则图形组成，信号处理的目的是确定目标相对基准坐标的形组成，信号处理的目的是确定目标相对基准坐标的角度或位置偏差，称作空间定位。角度或位置偏差，称作空间定位。很多对象可以制作或简化成简单的光学目标。
30、特很多对象可以制作或简化成简单的光学目标。特别是工业图形大多是简单和规则的，如刻线、狭缝、别是工业图形大多是简单和规则的，如刻线、狭缝、十字线、光斑、方框窗口等。十字线、光斑、方框窗口等。光学目标形状位置的检测可归结为检测其象空间光学目标形状位置的检测可归结为检测其象空间照度的分布及其随时间的变化。照度的分布及其随时间的变化。q通过测量和目标的轮廓分布相对应的象空间轮廓分通过测量和目标的轮廓分布相对应的象空间轮廓分布来确定物体中心位置的方法称作几何中心检测法。布来确定物体中心位置的方法称作几何中心检测法。主要的处理方法有差分法、调制法、补偿法和跟踪法主要的处理方法有差分法、调制法、补偿法和跟踪
31、法等。这些方法的主要依据是象分析。等。这些方法的主要依据是象分析。q通过测量和目标物空间的亮度分布相对应的象空间通过测量和目标物空间的亮度分布相对应的象空间照度分布来确定目标能量中心位置的方法称作亮度中照度分布来确定目标能量中心位置的方法称作亮度中心检测法。主要的处理方法有光学象分解和多象限检心检测法。主要的处理方法有光学象分解和多象限检测等，这些方法的依据是象限分割。测等，这些方法的依据是象限分割。一、几何中心检测法一、几何中心检测法1 1、单通道像空间分析器、单通道像空间分析器（以静态光电显微镜为例）（以静态光电显微镜为例）2 2、扫描调制式像分析器与静态光电显微镜、扫描调制式像分析器与静
32、态光电显微镜f为振子扫描频率为振子扫描频率q对准状态下输出频率为对准状态下输出频率为2f；q未对准状态下输出频率为有未对准状态下输出频率为有f成分，用成分，用相敏检波判向（偏左相敏检波判向（偏左or偏右）。偏右）。3 3、差动式像分析器与动态光电显微镜、差动式像分析器与动态光电显微镜4 4、极值检测、极值检测在一个光学装置中，若其输出光通量值与其结构参在一个光学装置中，若其输出光通量值与其结构参数或几何形位间存在依赖关系，并事先能确定它们的定数或几何形位间存在依赖关系，并事先能确定它们的定位特性，则通过检测输出光通量的数值就能确定这些参位特性，则通过检测输出光通量的数值就能确定这些参数的变化。
33、若进一步利用极值特性的极值特点，通过扫数的变化。若进一步利用极值特性的极值特点，通过扫描调制能判断装置对该极值的偏移，或通过反馈系统维描调制能判断装置对该极值的偏移，或通过反馈系统维持该装置处于极值状态上。这种方法称作光电装置的极持该装置处于极值状态上。这种方法称作光电装置的极值检测和极值控制。值检测和极值控制。例子：激光例子：激光lamblamb凹陷稳频凹陷稳频激光稳频原理的方框图 二、亮度中心检测法二、亮度中心检测法第第4 4节节 几何参量的光电检测几何参量的光电检测一、激光扫描技术70年代中期发展起来的一项动态计量测试技术。年代中期发展起来的一项动态计量测试技术。在计量测试领域可用于在计
34、量测试领域可用于q尺寸精密计量测试；尺寸精密计量测试；q面形检测；面形检测；q三维尺寸测量；三维尺寸测量；q表面疵病检查等。表面疵病检查等。其他领域其他领域q商品条形码、激光打印机、激光加工（激光刻划、商品条形码、激光打印机、激光加工（激光刻划、激光打标等）、激光娱乐等。激光打标等）、激光娱乐等。激光扫描测径激光扫描测径激光扫描测量原理1激光器，2扫描反射镜，3透镜，4被测工件，5接收透镜，6光电器件，7放大器，8信号处理器，9显示器匈牙利匈牙利MK公司产品公司产品二、轴向位移信息的光电变换二、轴向位移信息的光电变换1 1、光焦点法、光焦点法原理：利用点光源对被测物体表面照明，使用成象原理：利用点光源对被测物体表面照明，使用成象物镜对该光点成象聚焦。当物体沿光轴方向位移时，物镜对该光点成象聚焦。当物体沿光轴方向位移时，象面焦点扩散形成弥散圆。只有准确处于物面位置象面焦点扩散形成弥散圆。只有准确处于物面位置时，良好的成象状态才能保证象面上有集中的光密时，良好的成象状态才能保证象面上有集中的光密度分布。度分布。2 2、非点像差法（像散法）、非点像差法（像散法）3 3、像点轴外偏移的像偏移法、像点轴外偏移的像偏移法激光三角法原理图激光三角法原理图
