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《油指纹鉴别技术发展及应用》共分八章，第一章至第六章详细介绍了国内外溢油污染现状、油指纹鉴别理论及技术；第七章概述了溢油鉴别体系、油指纹库建设体系和数字化鉴别系统；第八章全面介绍了如何应用油指纹鉴别技术，从大量可疑溢油源中查找真正溢油源的三个实例。
现代光学在非接触式测量中的前沿进展与挑战 本书深入探讨了现代光学技术在精密测量领域，特别是非接触式测量中的最新发展、核心理论基础、关键技术应用及其面临的挑战。全书结构严谨，内容涵盖了从基础光学原理到尖端传感器的广泛知识体系，旨在为光学工程、精密仪器制造、以及相关科研领域的工作者提供一本全面且具有前沿性的参考资料。 第一部分：光学测量的基础理论与发展脉络 本部分首先回顾了经典光学测量方法（如干涉测量、衍射成像）的理论基础和局限性，并在此基础上，系统地阐述了现代光学测量技术如何克服这些限制，实现亚微米乃至纳米级的精度。 1.1 傅里叶光学与波前整形技术： 详细解析了傅里叶变换在图像处理和光学系统中的核心作用。重点阐述了自适应光学系统（AOS）的原理，包括德曼-扎尔尼克（Zernike）多项式的应用、波前传感器的设计（如夏克-哈特曼传感器）以及基于压电陶瓷的快速波前校正技术。探讨了如何利用计算机生成全息图（CGH）进行复杂表面形貌的无接触重建。 1.2 光与物质的相互作用： 深入分析了光与不同材料（金属、半导体、生物组织）在特定波段（紫外、可见光、红外）的散射、吸收和偏振特性。特别是对表面等离子体激元共振（SPR）在超灵敏传感中的机理进行了详尽的论述，并结合其在微纳结构表征中的潜力进行了展望。 1.3 测量误差的量化与控制： 探讨了影响光学测量的主要误差源，包括系统误差、环境扰动和量子噪声。引入了先进的贝叶斯统计方法和卡尔曼滤波在实时数据去噪和误差补偿中的应用，以期达到更高的测量不确定度控制水平。 第二部分：先进非接触式传感技术 本部分集中介绍了当前非接触式测量的三大主流技术方向：基于干涉的形貌测量、基于光声效应的深度探测以及基于光谱学的成分分析。 2.1 相干光与干涉测量的高级应用： 详尽阐述了数字全息干涉测量（DHM）在动态形貌捕捉中的优势。对比分析了步进式扫描干涉仪（如白光干涉仪）和高分辨率傅里叶变换光谱干涉仪（FTSI）在测量粗糙表面和深孔结构时的性能差异。特别强调了如何利用相位展开算法（如四步相移法、时间序列展开法）来解决大范围相位测量的模糊性问题。 2.2 三维结构重建的光度立体法与三角测量： 细致解析了光度立体法（Photometric Stereo）中如何通过分析不同光照角度下的表面亮度分布来恢复局部法线向量，并讨论了如何克服漫反射材料对重建精度的影响。在激光三角测量方面，重点讲解了线激光的曲线拟合技术以及如何通过提高探测器（如CMOS/CCD）的帧率来实现对高速运动物体的实时三维扫描。 2.3 时间飞行（ToF）传感器的精度提升： 分析了基于脉冲激光和连续波（CW）调制的ToF技术。对于CW-ToF，深入探讨了相位差测量的理论精度极限，以及如何通过多频率调制技术来消除距离测量中的周期性模糊。同时，探讨了新型单光子雪崩二极管（SPAD）阵列在提高ToF系统信噪比和分辨率方面的潜力。 第三部分：面向特定领域的应用集成与未来趋势 本部分将前述技术应用于实际工程场景，并展望了光学测量技术未来的发展方向，特别是与人工智能的交叉融合。 3.1 微纳制造与表面质量控制： 探讨了共聚焦显微镜在芯片制造和MEMS器件检测中的应用，重点关注其数值孔径（NA）对轴向分辨率的影响。详细介绍了如何利用光场成像技术对微小颗粒和液滴进行非侵入式形态学分析，这对于制药和化工过程控制至关重要。 3.2 航空航天与远程传感： 讨论了激光雷达（LiDAR）技术在地形测绘和障碍物避障中的应用。内容包括大气湍流对激光束传输的影响、合成孔径雷达（SAR）与光学测量的融合策略，以及高精度惯性导航系统（INS）与激光测距数据的协同校正方法。 3.3 深度学习在光学数据处理中的革命： 这是本书的前沿核心部分之一。详细介绍了如何利用卷积神经网络（CNN）来替代传统耗时的迭代反演算法（如Tikhonov正则化），用于加速逆向散射问题的求解。探讨了如何训练生成对抗网络（GANs）来合成高保真度的光学模拟数据，以解决真实数据稀疏或难以获取的问题，从而显著提升测量系统的鲁棒性和实时性。 3.4 挑战与展望： 总结了当前技术在复杂介质（如雾、水下）中测量的瓶颈，并展望了基于量子纠缠光子的超灵敏度测量、超材料（Metamaterials）在突破传统光学衍射极限方面的应用前景，以及全流程的自动化光学计量实验室的构建路径。 本书力求理论深度与实践指导性并重，通过大量的案例分析和图表说明，帮助读者构建起一个完整、现代化的光学非接触式测量知识体系。
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