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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S 266

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MTF 292

15.3 方波法测量MTF 293

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