《當代光學計量測試技術概論》簡要介紹光學量子計量技術和非常規(guī)量限光學計量測試技術基本概念、計量標準和測量方法。光學量子計量技術主要介紹量子基準的基本概念和典型量子計量基準，重點介紹光學量子計量相關的內容，包括雙光子相關計量技術、單光子探測技術、光子計數技術、單光子成像計量技術、量子長度計量技術、量子時間計量技術和納米計量技術等。非常規(guī)量限光學計量主要介紹非常規(guī)量限光學計量測試的基本概念、計量標準和測量方法，涉及了真空紫外與極紫外、高能激光參數、超短激光脈沖特性參數、大口徑光學元件與系統(tǒng)參數、微光學參數、高反射光學薄膜參數、大口徑光學材料參數等。
《當代光學計量測試技術概論》可作為光學工程專業(yè)博士、碩士研究生和本科生的教學參考書，亦可作為從事光學計量測試人員的業(yè)務參考書。
第1章 緒論
1.1 計量學的內涵
1.2 計量學的特點
1.2.1 計量學的基本特點
1.2.2 國防計量的特點
1.3 計量基準和標準的基本概念
1.4 傳統(tǒng)計量量值傳遞存在的不足
1.5 量子計量基準
1.5.1 量子計量基準的基本概念
1.5.2 21世紀的量子計量基準
1.6 光學計量測試的研究范疇
1.7 光學計量測試的發(fā)展趨勢
1.8 光度學和光輻射計量基準的發(fā)展和演變
1.8.1 光度學基準的發(fā)展與演變
1.8.2 光輻射基準的發(fā)展與演變
1.9 常規(guī)計量與非常規(guī)量限計量
1.1 0非常規(guī)量限光學計量的需求
1.1 1非常規(guī)量限光學計量的內容
1.1 2誤差與測量不確定度
1.1 2.1 測量誤差
1.1 2.2 測量不確定度
參考文獻
第2章 光學量子計量基礎
2.1 量子光學基本概念
2.2 光子的基本性質
2.3 光子的簡并度
2.4 激光技術基礎知識
2.4.1 受激輻射與量子躍遷
2.4.2 激光器的組成
2.4.3 激光的基本特性
2.4.4 常用激光器件
2.5 激光與計量基準
2.5.1 激光與長度單位米的新定義
2.5.2 激光與時間單位--秒
2.5.3 激光與質量自然基準
2.5.4 激光與基本物理常數的測量
2.5.5 激光在未來計量科學中的應用
2.6 光子有關名詞術語
參考文獻
第3章 雙光子相關計量技術
3.1 雙光子相關技術概述
3.2 自發(fā)參量下轉換
3.2.1 非線性光學現象
3.2.2 非線性光學材料
3.2.3 光學非線性波長變換技術
3.3 自發(fā)參量下轉換雙光子在計量學中的應用
3.3.1 用自發(fā)參量下轉換雙光子測量探測器量子效率
3.3.2 雙光子相關測量探測器量子效率的影響因素分析
3.3.3 用自發(fā)參量下轉換雙光子測量紅外光源輻射功率
3.3.4 用相干可見光子絕對測量紅外輻射量的理論推導
參考文獻
第4章 單光子探測技術
4.1 光電探測技術基礎
4.1.1 光電效應
4.1.2 光電效應與光電探測器
4.2 單光子探測器
4.2.1 單光子探測器的原理及種類
4.2.2 光電倍增管單光子探測器
4.2 ，3雪崩光電二極管單光子探測器
4.2.4 真空雪崩光電二極管單光子探測器
4.2.5 增強光電二極管單光子探測器
4.2.6 頻率上轉換單光子探測器
4.3 超導單光子探測技術
4.3.1 超導臨界相變單光子探測技術
4.3.2 利用超導臨界電流密度實現的單光子探測技術
4.4 光子數分辨探測技術
4.4.1 光子數分辨探測原理與分類
4.4.2 越界超導傳感光子數分辨技術
4.4.3 利用電荷積分探測器進行光子數分辨
4.4.4 利用雪崩光電二極管單光子探測技術進行光子數分辨
4.5 單光子源
4.5.1 單光子源及其應用
4.5.2 單光子發(fā)射
4.5.3 發(fā)光二極管衰減單光子源
4.5.4 激光二極管單光子源
4.5.5 量子點單光子源
4.5.6 下參量單光子源
4.6 單光子探測器主要參數的校準與檢測
4.6.1 單光子探測器主要技術指標
4.6.2 單光子探測器的絕對量子標定
4.6.3 單光子探測器計數性能檢測
4.6.4 單光子探測器暗計數的檢測
4.6.5 單光子探測器光譜響應度測量
4.6.6 單光子探測器的線性度測量
參考文獻
第5章 光子計數技術
5.1 概述
5.2 光子計數系統(tǒng)
5.2.1 光子計數的工作原理
5.2.2 基本光子計數系統(tǒng)
5.2.3 補償源光子計數系統(tǒng)
5.2.4 背景補償光子計數系統(tǒng)
5.3 利用光子計數技術的弱光度測量
5.3.1 光通量與光子速率
5.3.2 光通量與光電子速率
5.3.3 光電子速率和微照度的測量
5.3.4 光子計數微弱光自動測量系統(tǒng)
5.3.5 建立在光子計數基礎上的弱光度標準
5.4 光子計數系統(tǒng)的標定
5.4.1 用光照度平方反比定律法校準線性度
5.4.2 使用發(fā)光二板管校準線性度
5.4.3 光子計數器的輻射定標
5.5 時間相關單光子計數
5.5.1 時間相關單光子計數原理
5.5.2 時間相關單光子計數系統(tǒng)組成
5.6 時間分辨光子計數
5.7 光子計數技術應用實例
5.7.1 三代微光信噪比校準用弱光光源照度校準
5.7.2 光子計數技術在微脈沖激光測距中的應用
5.7.3 光子計數技術在激光脈沖探測中的應用
5.7.4 皮秒時間相關單光子計數光譜儀
參考文獻
第6章 單光子成像計量測試技術
6.1 光電成像技術基礎
6.1.1 光電成像原理
6.1.2 光電成像系統(tǒng)中的核心部件
6.2 單光子計數成像原理
6.2.1 間接型探測系統(tǒng)
6.2.2 直接型探測系統(tǒng)
6.3 單光子成像技術的特點及性能表征
6.3.1 單光子成像技術的特點
6.3.2 單光子計數成像的性能表征
6.4 光電成像核心部件性能測試
6，4.1 光陰極性能測試
6.4.2 微通道板性能測試
6.4.3 光纖面板性能測試
6.5 光子計數成像系統(tǒng)性能測試
6.5.1 光子計數像管等效背景照度測試
6.5.2 光子計數像管光子增益測試
6.5.3 光子計數像管暗計數測試
6.5.4 光子計數像管輸出信噪比的測量
6.5.5 光子計數像管調制傳遞函數的測量
6.5.6 光子計數像管分辨力的測量
6.5.7 楔條形陽極光子計數探測器成像性能的檢測
6.6 單光子成像系統(tǒng)的標定
6.6.1 可見光系統(tǒng)的標定
6.6.2 紫外系統(tǒng)的標定
參考文獻
第7章 長度的量子計量
7.1 米和米的最新定義
7.2 貫徹執(zhí)行米的新定義
7.3 實現米定義的穩(wěn)頻激光器
7.3.1 穩(wěn)頻激光和參考譜線
7.3.2 激光穩(wěn)頻技術
7.3.3 抑制譜線加寬和穩(wěn)頻激光器
7.4 穩(wěn)頻激光器的頻率測量
……
第8章 時間頻率的量子計量
第9章 納米計量測試技術
第10章 真空紫外和極紫外計量測試
第11章 高能激光計量測試技術
第12章 超短脈沖激光時間特性測量
第13章 大型光學元件和系統(tǒng)參數計量測試
第14章 微型光學元件性能測試
第15章 高反射光學薄膜高反射比測量
第16章 大尺寸光學材料參數計量測試技術
1.10非常規(guī)量限光學計量的需求
隨著科學技術和工業(yè)技術的發(fā)展，紫外、真空紫外和深紫外波段的輻射已廣泛應用于材料科學、能源科學、空間科學、環(huán)境科學、醫(yī)療衛(wèi)生、國防及許多其他科學生產領域。特別是真空紫外、深紫外技術在軍事和深空探測中的應用，極大地刺激了紫外輻射源、紫外探測器、紫外光學系統(tǒng)和紫外材料技術的發(fā)展，同時也為光學計量技術提出新的研究課題。
紫外技術在軍事上用于紫外偵察告警，紫外制導等方面。在太空探測中，紫外輻射占據重要地位。早期導彈偵察告警多采用激光告警和紅外告警，由于在地面和空中紅外輻射源很多，為紅外告警造成許多假目標，使得虛警率提高，而空中和地面紫外假目標很少，使得紫外告警的優(yōu)點突出了出來。在制導方面，現已發(fā)展到多波段制導，集中了紅外和紫外波段的共同優(yōu)點，大大提高了制導精度和制導能力。
在探月工程中，由于月球上沒有空氣，使得溫度特性很差，月球的圓圈紅外探測不出來，但紫外能探測出來，紫外特性非常好。探月不能用紅外地平儀，需用紫外地平儀。由此可見，紫外技術在軍事領域和深空探測中愈來愈受到重視。
隨著激光技術和光電子技術的發(fā)展，激光新技術在工農業(yè)生產、國防建設、科學研究及醫(yī)療衛(wèi)生等領域都得到廣泛的應用。在工業(yè)上的激光加工、打孔、焊接、切割、熱處理中，普遍使用連續(xù)CO2激光器，激光功率達到幾千瓦。國防工程上的激光雷達、激光通信、激光武器，科研上的激光全息、激光同位素分離、激光核聚變，醫(yī)療衛(wèi)生上的激光診斷、激光手術、激光治療等。在以上應用中，許多都涉及高能量高功率激光技術。激光武器系統(tǒng)使用氟氘激光器和氧碘激光器，前者波長為3.8μm，后者波長為1.315μm，激光持續(xù)時間數秒，能量達到萬焦量級。受控激光核聚變中，激光脈沖寬度在一個納秒、峰值功率達到1013W。要研究這些激光和應用激光就必須測量高能量高功率激光的特性參數。
在激光陀螺、激光核聚變、高能化學激光武器等高新工程等項目中，激光諧振腔中反射鏡面的反射比要求越來越高，已達到99.99％，并正向99.999％邁進。高反射比腔鏡組成的諧振腔是大功率氧碘化學激光系統(tǒng)的重要組成部分。腔鏡反射比的高低不僅對激光系統(tǒng)的效率及輸出功率有影響，而且對光束質量起著決定性的作用。精確測量腔鏡的反射比是研制高反射比腔鏡的關鍵技術之一。
……
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