光学技术应用实验教程
作者：郑丹 主编
出版时间： 2015年版
丛编项： 职业教育“十二五”课程改革规划教材
内容简介
《光学技术应用实验教程》以光电应用基础知识理论体系为主线，从光学技术工程化应用基础训练角度出发，主要内容按照光学基础与加工应用来设置，包括光学技术基础知识、光学测量知识、光学零件加工等方面的基础实验技能训练。旨在训练学生操作基本仪器的技能，利用光学设备进行精密测量的能力，对光学元件加工进行检测的能力，使学生初步掌握光学工程学科内涵。本书可作为光电子/激光相关专业专科生的实验教材，也可作为有关专业的教师和企业人员的参考书。
目录
第一章 信号与系统
1.1 绪论
一、 信号
二、 系统
1.2 信号
一、 连续信号和离散信号
二、 周期信号和非周期信号
三、 确定信号和随机信号
四、 能量信号和功率信号
五、 实信号和复信号
六、 一维信号和多维信号
1.3 信号的基本运算
一、 加法
二、 乘法
三、 翻褶
四、 位移
五、 尺度变换
六、 微分和积分
1.4 典型信号
一、 典型连续时间信号
二、 典型离散时间信号
1.5 系统的描述及特性
一、 系统数学模型的建立
二、 系统的框图描述
三、 线性时不变系统
四、 因果系统和稳定系统
1.6 连续信号的MATLAB描述与运算
一、常用连续信号的MATLAB表示
二、连续信号的基本运算
本章小结
习题一
第二章 连续时间系统的时域分析方法
2.1 用时域经典法求解微分方程
2.2 从时域求解起始点的跳变问题
2.3 零输入响应、零状态响应和全响应
2.4 冲激响应和阶跃响应
一、冲激响应
二、阶跃响应
三、冲激响应和阶跃响应的关系
2.5 卷积积分
一、卷积的定义
二、卷积的计算
三、卷积的性质
2.6 利用卷积求解LTI连续时间系统的零状态响应
2.7 LTI连续时间系统的时域仿真
本章小结
习题二
第三章 连续时间系统的频域分析方法
3.1 周期信号的傅里叶级数
一、三角形式的傅里叶级数
二、指数形式的傅里叶级数
3.2 周期信号的频谱
一、周期信号频谱的定义
二、典型周期信号的频谱
三、周期信号频谱的特点
3.3 非周期信号的频谱
一、非周期信号频谱的定义
二、典型非周期信号的频谱
三、非周期信号频谱的特点
3.4 傅里叶变换的性质
3.5 周期信号的傅里叶变换
一、正余弦信号的傅里叶变换
二、一般周期信号的傅里叶变换
三、傅里叶目录
1光学实验基础知识(1)
1.1光学实验的内容和特点(7)
1.1.1光学实验的内容(7)
1.1.2光学实验的特点(2)
1.2光学实验的观测方法(3)
1.3光学实验常用仪器(4)
1.3.1助视仪器(4)
1.3.2常用实验仪器的构造与调节(7)
1.4光学实验中常用光源(16)
1.4.1热辐射光源(16)
1.4.2气体放电光源(17)
1.4.3激光光源(17)
1.5光学仪器的正确使用与维护(18)
2几何光学(20)
2.1光学实验常用仪器的结构与调节实验(20)
2.1.1实验目的(20)
2.1.2实验仪器(20)
2.1.3实验原理(20)
2.1.4实验内容和步骤(22)
2.1.5思考题(22)
2.2薄透镜的成像特点、焦距测定实验(24)
2.2.1实验目的(24)
2.2.2实验仪器(24)
2.2.3实验原理(24)
2.2.4实验内容和步骤(25)
2.2.5思考题(26)
2.3平行光管的调校、透镜焦距测量实验(27)
2.3.1实验目的(27)
2.3.2实验仪器(27)
2.3.3实验原理(28)
2.3.4实验内容和步骤(28)
2.3.5注意事项(29)
2.4最小偏向角法测量折射率实验(30)
2.4.1实验目的(30)
2.4.2实验仪器(30)
2.4.3实验原理(30)
2.4.4实验内容和步骤(31)
2.4.5注意事项(33)
2.5阿贝折光仪测折射率实验(34)
2.5.1实验目的(34)
2.5.2实验仪器(34)
2.5.3实验原理(36)
2.5.4实验内容和步骤(36)
2.6比较测角仪测量平面光学零件不平行度实验(38)
2.6.1实验目的(38)
2.6.2实验仪器(38)
2.6.3实验原理(38)
2.6.4实验内容和步骤(40)
光学技术应用实验教程目录3物理光学(41)
3.1菲涅尔双面镜干涉及应用实验(41)
3.1.1实验目的(41)
3.1.2实验仪器(41)
3.1.3实验原理(42)
3.1.4实验内容和步骤(42)
3.1.5思考题(43)
3.2菲涅尔双棱镜干涉及应用实验(44)
3.2.1实验目的(44)
3.2.2实验仪器(44)
3.2.3实验原理与装置(44)
3.2.4实验步骤及实验记录(45)
3.2.5注意事项(45)
3.2.6思考题(45)
3.3迈克尔逊干涉仪的调节和使用实验(47)
3.3.1实验目的(47)
3.3.2实验仪器(47)
3.3.3实验原理(47)
3.3.4实验内容、步骤和记录(49)
3.3.5注意事项(52)
3.3.6思考题(52)
3.4法布里珀罗（FP）干涉仪使用实验(53)
3.4.1实验目的(53)
3.4.2实验仪器和结构(53)
3.4.3实验原理(53)
3.4.4内容与步骤(55)
3.4.5思考题(55)
3.5激光平面干涉仪应用实验(56)
3.5.1实验目的(56)
3.5.2实验仪器与装置(56)
3.5.3测量原理(57)
3.5.4实验内容与步骤(58)
3.5.5实验现象与数据记录(58)
3.5.6思考题(59)
3.6衍射法测量细丝直径实验(60)
3.6.1实验目的(60)
3.6.2实验仪器与设备(60)
3.6.3实验原理(60)
3.6.4实验内容(61)
3.6.5注意事项(62)
3.7衍射光栅的分光特性测量实验(63)
3.7.1实验目的(63)
3.7.2实验仪器与装置(63)
3.7.3实验原理(63)
3.7.4实验内容(64)
3.7.5注意事项(66)
3.7.6思考题(66)
3.8偏振光的产生及检验实验(68)
3.8.1实验目的(68)
3.8.2实验仪器与设备(68)
3.8.3实验原理(68)
3.8.4实验内容与步骤(69)
3.8.5注意事项(69)
3.8.6思考题(70)
3.9用WGD5型组合式多功能光栅光谱仪研究光谱实验(71)
3.9.1实验目的(71)
3.9.2实验仪器(71)
3.9.3实验原理(71)
3.9.4实验内容和步骤(72)
3.9.5思考题(72)
3.10用偏光显微镜研究偏振光干涉及单轴晶体性质的实验(74)
3.10.1实验目的(74)
3.10.2实验仪器和装置(74)
3.10.3实验原理(74)
3.10.4实验内容和步骤(77)
3.10.5思考题(78)
4光学测量实验(79)
4.1精密位移量的激光干涉测量方法及实验(79)
4.1.1实验目的(79)
4.1.2实验仪器(79)
4.1.3实验原理(79)
4.1.4实验光路(81)
4.1.5实验内容和步骤(81)
4.1.6实验记录(其中λ=632.8 nm)(82)
4.1.7思考题(82)
4.2缝宽或间隙的衍射测量实验(84)
4.2.1实验目的(84)
4.2.2实验仪器(84)
4.2.3实验原理(84)
4.2.4实验光路(85)
4.2.5实验步骤(85)
4.2.6实验表格(86)
4.3微孔直径的衍射测量实验(88)
4.3.1实验目的(88)
4.3.2实验仪器(88)
4.3.3实验原理(88)
4.3.4实验光路(89)
4.3.5实验步骤(89)
4.3.6实验记录（其中f=180 mm，λ=632.8 nm）(89)
5光学元件及检测系统(90)
5.1光学元件基本几何参数实验(90)
5.1.1实验目的(90)
5.1.2实验仪器(90)
5.1.3实验原理(90)
5.1.4实验步骤(92)
5.1.5思考题(93)
5.2光学透镜焦距检测实验(94)
5.2.1实验目的(94)
5.2.2实验仪器(94)
5.2.3实验原理(94)
5.2.4实验步骤(95)
5.3光学元件中心偏差测量实验(96)
5.3.1实验目的(96)
5.3.2实验仪器(96)
5.3.3实验原理(96)
5.3.4实验步骤(97)
5.4光学元件不平行度的测量实验(99)
5.4.1实验目的(99)
5.4.2实验仪器(99)
5.4.3实验原理(99)
5.4.4实验步骤(100)
5.4.5注意事项(101)
6光学元件成像特性及参数检测系统(102)
6.1普通镜头参数检验实验(102)
6.1.1实验目的(102)
6.1.2实验仪器(102)
6.1.3实验原理(102)
6.1.4实验内容和步骤(106)
6.2连续空间频率传递函数的测量实验(107)
6.2.1实验目的(107)
6.2.2实验仪器(107)
6.2.3基本原理(107)
6.2.4实验内容(109)
6.3轴上像差检测平台实验(112)
6.3.1实验目的(112)
6.3.2实验仪器(112)
6.3.3实验原理(112)
6.3.4实验步骤(115)
6.4光学元件膜层特性检测系统实验(117)
6.4.1实验目的(117)
6.4.2实验仪器(117)
6.4.3实验原理(117)
6.4.4实验步骤(118)
6.5光学元件基本物理光学特性检测系统实验——相位延迟测量(119)
6.5.1实验目的(119)
6.5.2实验仪器(119)
6.5.3实验原理(119)
6.5.4实验步骤(123)
参考文献(126)系数和傅里叶变换
3.6 从频域分析LTI连续时间系统
一、频率响应
二、无失真传输
三、理想低通滤波器的响应
3.7 抽样定理
一、抽样的基本概念
二、时域抽样定理
三、频域抽样定理
3.8 连续信号频域分析的MATLAB实现
一、周期信号傅立叶级数的MATLAB仿真
二、非周期信号傅立叶变换的MATLAB仿真
本章小结
习题三
4.1 拉普拉斯变换
一、拉普拉斯变换的定义
二、拉普拉斯变换的收敛域
三、典型信号的拉普拉斯变换
4.2 拉普拉斯变换的基本性质
4.3 拉普拉斯逆变换
4.4 从S域分析LTI连续时间系统
一、从S域求解微分方程
二、系统函数
三、系统的S域框图
四、电路的S域模型
4.5 连续LTI系统复频域分析的MATLAB实现
本章小结
习题四
第五章 离散时间系统的时域分析方法
5.1 LTI离散系统的响应
一、差分方程的求解
二、零输入响应、零状态响应和全响应
5.2 单位序列响应和单位阶跃响应
5.3 卷积和
一、卷积和的定义
二、卷积和的计算
三、卷积和的性质
5.4 利用卷积和求解LTI离散时间系统的零状态响应
5.5 LTI离散时间系统的MATLAB分析
本章小结
习题五
第六章 离散时间系统的Z域分析方法
6.1 Z变换
一、Z变换的定义
二、Z的收敛域
三、典型信号的Z变换
6.2 Z变换的基本性质
6.3 逆Z变换
6.4 从Z域分析LTI离散时间系统
一、从Z域求解差分方程
二、系统函数
三、系统的Z域框图
6.5 LTI离散系统Z域分析的MATLAB实现
本章小结
习题四
第七章 系统函数
7.1 系统函数与系统特性
一、系统函数的零点与极点
二、系统函数与时域响应
三、系统函数与频域响应
7.2 系统的因果性与稳定性
7.3 信号流图
一、信号流图
二、梅森公式
7.4 系统的结构
一、直接实现
二、级联型结构
三、并联型结构
7.5系统函数的MATLAB仿真
本章小结
习题七
第八章 系统的状态变量分析
8.1 状态变量与状态方程
8.2 连续时间系统状态方程的建立
8.3 连续时间系统状态方程的求解
8.4 离散时间系统状态方程的建立
8.5 离散时间系统状态方程的求解
8.6 状态矢量的线性变换
本章小结
习题八
附录一 常用周期信号的傅里叶系数表
附录二 常用信号的傅里叶变换表
附录三 拉普拉斯变换表
附录四 序列的Z变换表
习题答案
