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第1章 激光束特性：M2模型1

1.1概述1

1.2激光束特性（理论）发展史1

1.3本章内容的组织结构2

1.4混模激光束的M2模型3

1.4.1基横模：厄米特-高斯和拉盖尔-高斯函数3

1.4.2混模：纯模的非相干叠加5

1.4.3与光束直径相关的基模特性6

1.4.4基模光束的传播特性8

1.4.5混模激光束的传播特性：嵌入式高斯分布和M2模型9

1.5利用透镜对基模和混合模进行光束变换12

1.5.1利用光束-透镜转换技术测量激光束发散角14

1.5.2光束-透镜转换的应用：深聚焦的局限性14

1.5.3逆变换常数15

1.6基模和混模光束直径的定义15

1.6.1由辐照度分布确定光束直径16

1.6.2获取实用光束分布图的具体思考18

1.6.2.1市售扫描轮廓仪的工作原理20

1.6.3五种定义和测量光束直径（常用）方法的比较21

1.6.3.1Dpin（针孔分布1/e2限幅点的间隔）21

1.6.3.2Dslit（狭缝分布1/e2限幅点的间隔）21

1.6.3.3Dke（刀口扫描限幅点15.9％和84.1％的两倍间隔）22

1.6.3.4D86（通过总能量86.5％的同心圆孔直径）22

1.6.3.5D4σ（针孔辐照度分布标准偏差的4倍）22

1.6.3.6D4σ（对辐照度分布信噪比的灵敏度）23

1.6.3.7ISO选择D4σ作为标准直径的理由24

1.6.3.8直径定义的总结25

1.6.4直径定义之间的转换25

1.6.4.1M2是唯一的吗？26

1.6.4.2转换规则的经验基础26

1.6.4.3不同定义直径间的转换规则28

1.7测量光束质量M2的具体问题：四切法29

1.7.1四切法的逻辑性29

1.7.1.1利用附加透镜形成可测束腰31

1.7.1.2束腰位置精度32

1.7.2数据的图形分析32

1.7.3对数据进行曲线拟合分析的相关讨论34

1.7.4市售测量仪器和软件包35

1.8光束不对称性类型36

1.8.1光束不对称性的常见类型36

1.8.2等效柱形光束的概念38

1.8.3其他光束的不对称性：扭曲光束，复杂像散40

1.9M2模型在激光扫描器中的应用41

1.9.1立体光刻扫描器41

1.9.2转换为统一的刀口法体系43

1.9.3为何使用多模激光束？43

1.9.4如何解读激光束测试报告？44

1.9.5利用等效透镜代替聚焦扩束镜44

1.9.6景深和扫描面位置处光斑尺寸的变化45

1.9.7限制扫描面上激光光斑圆度的技术要求46

1.9.7.1案例A：10％束腰不对称性46

1.9.7.2案例B：10％发散度不对称性46

1.9.7.3案例C：像散造成扫描面上有12％的不圆度47

1.10总结：M2模型综述48

致谢49

专业术语49

参考文献54

第2章 激光扫描光学系统56

2.1概述56

2.2激光扫描器结构56

2.2.1物镜扫描56

2.2.2物镜后置扫描56

2.2.3物镜前置扫描57

2.3光学设计和优化：概述57

2.4光学不变量59

2.4.1衍射受限60

2.4.2实际高斯光束60

2.4.3切趾率61

2.5性能问题62

2.5.1图像辐照度62

2.5.2像质63

2.5.3分辨率和像素数64

2.5.4焦深64

2.5.5F-θ条件65

2.6初级像差和三级像差66

2.6.1初级色差校正68

2.6.2三级像差性质69

2.6.2.1球差69

2.6.2.2慧差70

2.6.2.3像散70

2.6.2.4畸变70

2.6.3三级像差经验法则70

2.6.4匹兹伐（Pitzval）半径的重要性71

2.7具体设计要求71

2.7.1检流计式扫描器72

2.7.2多面体反射镜扫描72

2.7.2.1扫描线弯曲72

2.7.2.2光束位移72

2.7.2.3交叉扫描误差73

2.7.2.4小结75

2.7.3多面体反射镜扫描效率75

2.7.4内转鼓式系统77

2.7.5全息扫描系统77

2.8物镜设计模式77

2.8.1简单扫描物镜的设计剖析79

2.8.2采用倾斜面的多结构布局84

2.8.3多结构布局反射多面体模式84

2.8.4单通道多面体反射镜结构设计实例85

2.8.4.1CODE V程序中多结构布局物镜参数填写格式86

2.8.4.2物镜设计过程87

2.8.5双轴扫描88

2.9激光扫描物镜设计实例88

2.9.1 300DPI办公打印机物镜（λ＝633nm）89

2.9.2广角扫描物镜（λ＝633nm）89

2.9.3中等视场角扫描物镜（λ＝633nm）89

2.9.4长扫描线中等视场扫描物镜（λ＝633nm）89

2.9.5适用于发光二极管的扫描物镜（λ＝800nm）90

2.9.6双波长高精度扫描物镜（λ＝1064和950nm）91

2.9.7高分辨率远心扫描物镜（λ＝408nm）91

2.10扫描物镜制造、质量控制和最终检测91

2.11全息激光扫描系统92

2.11.1利用平面线性光栅扫描92

2.11.2扫描线弯曲和扫描线性度93

2.11.3扫描盘摆动的影响93

2.12全息非接触长度测量95

2.12.1速度，精度和可靠性96

2.12.2光学系统结构布局97

2.12.3光学性能99

2.13全息激光打印系统100

2.14总结102

致谢102

参考文献102

第3章 数字扫描成像系统的像质104

3.1概述104

3.1.1扫描成像系统的成像理论104

3.1.1.1研究范围104

3.1.1.2参考文献问题105

3.1.1.3扫描器类型106

3.1.2扫描像质评价106

3.2基本概念和效应109

3.2.1数字成像的基本原理109

3.2.1.1数字图像结构110

3.2.1.2采样定理和空间关系113

3.2.1.3灰度等级量化：一些限制因素115

3.2.2基本的系统效应118

3.2.2.1模糊118

3.2.2.2系统响应119

3.2.2.3半色调系统响应121

3.2.2.4噪声124

3.2.2.5彩色成像125

3.2.2.5.1基础知识125

3.2.2.5.2色度学和色度图127

3.3一些具体问题的考虑129

3.3.1扫描频率的影响129

3.3.2位置误差或运动缺陷132

3.3.3其他不均匀性135

3.3.3.1对分色图像中周期非均匀性的认识136

3.4产生多级灰度信号的输入扫描器（包括数字相机）特性136

3.4.1色调再现和大面积系统响应137

3.4.2MTF和相关的弥散量142

3.4.2.1MTF法143

3.4.2.2人眼视觉系统的空间频率响应148

3.4.2.3电子增强MTF法：提高清晰度149

3.4.3噪声度量149

3.5二值阈值化扫描成像系统的评价151

3.5.1评价二值扫描系统的重要性151

3.5.1.1倾斜线和线阵列151

3.5.2阈值成像色调再现的一般原理和灰度楔的应用151

3.5.2.1基本的特征曲线和噪声151

3.5.3二值像质评价：MTF法和弥散法152

3.5.3.1分辨率（辨别细节的一种度量）152

3.5.3.2线成像的相互影响154

3.5.4与噪声特性相关的二值成像系统的度量154

3.5.4.1灰度楔噪声155

3.5.4.2线条边缘噪声范围的度量155

3.5.4.3半色调或网格式数字图像中的噪声156

3.6成像性能的综合度量157

3.6.1基本信噪比158

3.6.2探测量子效率和噪声等效量子158

3.6.3特定的应用程序上下文158

3.6.4调制要求的测量159

3.6.5MTF曲线下的面积和二次方根积分159

3.6.6主观像质的度量160

3.6.7信息内容和容量162

3.7专业的图像处理技术166

3.7.1有损压缩技术166

3.7.2数字图像的非线性增强和恢复168

3.7.3色彩管理170

3.8评价像质的心理测量法171

3.8.1心理物理学、客户调查和心理量表之间的关系171

3.8.2心理测量法171

3.8.3量表技术173

3.8.3.1识别法（标称法）173

3.8.3.2等序法（顺序法）173

3.8.3.3类型（标称类型、顺序类型、区间类型）173

3.8.3.4图形量尺法（区间量表法）173

3.8.3.5成对比较（顺序、区间、比例类型）174

3.8.3.6配分量表（区间类型）174

3.8.3.7量值估算（区间量表、比例量表）174

3.8.3.8比例估算（比例量表）174

3.8.3.9语义差别法（顺序量表、区间量表）174

3.8.3.10利开特（Likert）法（顺序量表）174

3.8.3.11混合型量表（顺序型、区间型、比例型）174

3.8.4包括统计法在内的试验问题175

3.9参考数据和图表177

致谢186

参考文献186

第4章 多面体反射镜扫描器：组件、性能和设计195

4.1概述195

4.2扫描反射镜类型195

4.2.1棱柱式多面体扫描反射镜195

4.2.2锥体式多面体扫描反射镜196

4.2.3单面体扫描反射镜197

4.2.4不规则多面体扫描反射镜197

4.3材料197

4.4多面体反射镜制造技术198

4.4.1传统的抛光技术198

4.4.2单点金刚石切削技术199

4.4.3普通抛光与金刚石切削技术比较199

4.5多面体扫描反射镜的技术规范200

4.5.1小反射面间夹角的一致性200

4.5.2尖塔差200

4.5.3小反射面与光轴的一致性201

4.5.4小反射面半径201

4.5.5小反射面面形精度201

4.5.6表面质量与散射202

4.6镀膜203

4.7电动机和轴承系统204

4.7.1气动驱动装置205

4.7.2磁滞同步电动机205

4.7.3直流无刷电动机205

4.7.4轴承类型206

4.8扫描器技术规范206

4.8.1动态跟踪误差207

4.8.2抖动和速度稳定性208

4.8.3平衡208

4.8.4垂直度209

4.8.5时间同步209

4.9扫描器的成本因素209

4.10系统设计方面的考虑210

4.11多面体反射镜的尺寸计算212

4.12使扫描系统图像缺陷最小化的措施214

4.12.1带状缺陷214

4.12.2抖动215

4.12.3散射和鬼像216

4.12.4光强度变化216

4.12.5畸变216

4.12.6弓形弯曲217

4.13总结217

致谢217

参考文献217

第5章 高性能多面体反射镜扫描器的电动机和控制器（驱动器）218

5.1概述218

5.2多面体反射镜扫描器的基础知识218

5.2.1多面体反射镜扫描器结构布局219

5.2.2多面体反射镜的旋转与扫描角的关系221

5.2.3多面体反射镜旋转速度的考虑221

5.3案例研究：胶片记录系统222

5.3.1系统性能技术要求223

5.3.2转镜系统参数224

5.3.3扫描器公差224

5.3.4高性能界定225

5.4电动机226

5.4.1技术要求226

5.4.2磁滞同步电动机226

5.4.3无刷直流电动机特性229

5.4.3.1转矩和绕组特性230

5.4.3.2无刷电动机电路模型231

5.4.3.3绕组布局232

5.4.3.4换相传感器的定时和定位232

5.4.3.5转子布局233

5.5控制系统设计234

5.5.1交流同步电动机控制系统235

5.5.2无刷直流电动机控制系统236

5.6应用实例237

5.6.1军用车辆热成像扫描器238

5.6.2便携式热成像扫描仪239

5.6.3高速单反射面扫描器240

5.6.4多功能单板控制器和驱动器240

5.7总结242

致谢242

参考文献243

第6章 旋转扫描器的轴承系统244

6.1概述244

6.2旋转扫描器的轴承类型244

6.2.1气体润滑轴承244

6.2.2油润滑轴承244

6.2.3磁力轴承245

6.2.4球轴承245

6.3轴承选择原则245

6.4气体轴承246

6.4.1背景246

6.4.2基础知识247

6.4.2.1低热量产生247

6.4.2.2宽温度范围248

6.4.2.3对环境无污染248

6.4.2.4平稳度的重复性248

6.4.2.5旋转精度249

6.4.2.6噪声和振动249

6.4.3空气静压轴承249

6.4.3.1空气静压圆柱轴承249

6.4.3.1.1载荷能力250

6.4.3.1.2径向刚性251

6.4.3.1.3热量生成251

6.4.3.1.4轴承气流251

6.4.3.2空气静压止推轴承252

6.4.3.2.1载荷能力253

6.4.3.2.2轴向刚性254

6.4.3.2.3发热量254

6.4.3.3空气静压轴承扫描器结构254

6.4.4气体动压轴承255

6.4.4.1螺旋槽式轴承256

6.4.4.2叶式轴承258

6.4.4.3主（转）轴结构258

6.4.5气体动静压混合轴承259

6.4.6轴承和转轴的动力学理论260

6.4.6.1同步涡动260

6.4.6.2半速涡动261

6.4.6.3转轴固有频率261

6.4.6.4转轴平衡261

6.4.7转轴组件262

6.4.7.1光学件和镜座262

6.4.7.1.1多面体反射镜262

6.4.7.1.2单面反射镜263

6.4.7.1.3单面反射镜的固定265

6.4.7.1.4全息光盘265

6.4.7.2电动机265

6.4.7.3编码器266

6.5球轴承267

6.5.1轴承设计267

6.5.2扫描器结构268

6.6磁力轴承268

6.6.1设计原理269

6.6.2扫描器结构269

6.7光学扫描误差270

6.7.1与轴承相关的误差270

6.7.2与光学元件相关的误差270

6.7.2.1多面体反射镜270

6.7.2.2单面反射镜271

6.7.3误差校正271

6.7.3.1多面体反射镜271

6.7.3.2单面反射镜271

6.8总结271

致谢271

参考文献272

第7章 物镜前多面体反射镜扫描技术273

7.1概述273

7.1.1多面体反射镜扫描系统的公式和坐标273

7.1.2瞬时扫描中心273

7.1.3图像幅面外的稳定鬼像273

7.2多面体反射镜扫描系统的公式和坐标274

7.2.1本节目的274

7.2.2中点和扫描轴274

7.2.3反射镜面角A274

7.2.4反射镜小反射面宽度274

7.2.5光束宽度（直径）D275

7.2.6扫描占空比（扫描效率）275

7.2.7弦高（垂度）276

7.2.8G的坐标277

7.2.9P的坐标277

7.2.10物镜光轴278

7.2.11公式279

7.2.11.1扫描轴PU279

7.2.11.2物镜光轴279

7.2.11.3过GP的入射光轴279

7.2.11.4反射镜小反射面的平分线和法线280

7.2.12另一种解析方法280

7.2.13图7.4的特点281

7.2.14小结282

7.3瞬时扫描中心282

7.3.1本节目的282

7.3.2瞬时扫描中心的轨迹283

7.3.3中点和扫描轴283

7.3.4瞬时扫描中心坐标的推导284

7.3.5求解285

7.3.6表格程序285

7.3.7瞬时扫描中心285

7.3.8点P轨迹288

7.3.9偏角限制288

7.3.10有限束宽D289

7.3.11注释289

7.3.12小结289

7.4图像幅面外的稳定鬼像289

7.4.1本节目的289

7.4.2稳定鬼像289

7.4.3面角A289

7.4.4小反射面间的切线角290

7.4.5扫描轴290

7.4.6偏角2β290

7.4.7中点位置290

7.4.8扫描占空比（扫描效率）η290

7.4.9旋转轴偏心距290

7.4.10选择入射光束偏角2β291

7.4.11杂散光束gh和鬼像GH292

7.4.12鬼像视场角φ293

7.4.13入射光束位置294

7.4.14图像幅面的扫描占空比ηw294

7.4.15入射光束偏角27°294

7.4.16入射光束偏角52°294

7.4.17入射光束偏角92°295

7.4.18入射光束偏角124°295

7.4.19图像幅面内的鬼像295

7.4.20图像幅面外的鬼像296

7.4.21小反射面数目296

7.4.22扫描器和物镜直径297

7.4.23注释297

7.4.24小结297

致谢297

参考文献298

第8章 振镜扫描器（检流计）和共振振镜扫描器299

8.1概述299

8.1.1发展史300

8.2组件和设计问题301

8.2.1检流计扫描器302

8.2.1.1力矩电动机302

8.2.1.1.1力矩电动机303

8.2.1.1.2绕组结构305

8.2.1.1.3散热306

8.2.1.2位置传感器307

8.2.1.2.1增益和指向稳定性方面的考虑307

8.2.1.2.2传感器漂移307

8.2.1.2.3闭环漂移传感器308

8.2.1.2.4光学传感器309

8.2.1.2.5电容式传感器309

8.2.1.3轴承309

8.2.1.3.1球轴承310

8.2.1.3.2交叉挠性支撑310

8.2.1.4反射镜312

8.2.1.4.1反射镜结构和安装312

8.2.1.4.2反射镜基板的机械保护316

8.2.1.5图像畸变316

8.2.1.5.1余弦照度定律316

8.2.1.5.2空气的折射率316

8.2.1.5.3空气动力学317

8.2.1.5.4反射镜表面的离轴317

8.2.1.5.5光路畸变317

8.2.1.6动态性能318

8.2.1.6.1谐振319

8.2.1.6.2动态平衡失调319

8.2.1.6.3机械谐振320

8.2.1.6.4电枢结构320

8.2.1.6.5驱动信号321

8.2.1.7评价指标324

8.2.2共振振镜扫描器325

8.2.2.1新型设计325

8.2.2.2悬浮结构325

8.2.2.3感应动圈326

8.3扫描系统327

8.3.1扫描结构327

8.3.1.1物镜后扫描技术327

8.3.1.2物镜前扫描技术327

8.3.1.3飞点物镜扫描技术328

8.3.2双轴光束控制系统328

8.3.2.1单反射镜双轴光束控制系统328

8.3.2.2中继透镜双轴光束控制系统328

8.3.2.3双反射镜典型结构329

8.3.2.4桨式扫描器双反射镜布局330

8.3.2.5高尔夫球杆式双反射镜布局331

8.3.2.6采用三个移动光学元件的双轴光束控制系统333

8.4驱动放大器333

8.5扫描应用334

8.5.1材料处理334

8.5.2显微技术335

8.5.2.1物镜前扫描技术335

8.5.2.2马文·斯基共焦显微术336

8.5.2.3飞点物镜扫描显微镜336

8.5.2.4直线型飞点物镜显微镜337

8.5.2.5旋转型飞点物镜显微镜337

8.6总结337

致谢338

专业术语338

参考文献341

第9章 振荡扫描器的挠性枢轴342

9.1概述342

9.1.1宏观挠性枢轴简介343

9.2挠性枢轴技术345

9.2.1相关计算公式346

9.2.2挠性材料347

9.2.3应力349

9.2.4腐蚀350

9.3挠性枢轴制造技术352

9.3.1材料制造技术352

9.3.2挠性材料截切技术353

9.3.3防腐蚀技术353

9.4挠性装置安装技术354

9.5交叉挠性枢轴355

9.5.1概述355

9.5.2奔迪克斯枢轴355

9.5.3美国剑桥科技公司的交叉挠性装置设计实例356

9.6廉价悬臂式扫描器358

9.6.1一般特性358

9.6.2设计案例359

9.6.3需要的电动机尺寸359

9.7振弦式扫描器360

9.8微机电挠性扫描器360

9.8.1微机电扫描器设计技术360

9.8.2微机电扫描器的制造技术362

9.8.3扫描器工作原理363

9.8.4材料性质363

9.8.5静态性能363

9.8.5.1磁滞性363

9.8.5.2线性364

9.8.5.3均匀性364

9.8.5.4产出率364

9.8.6动态性能364

9.8.6.1动力学364

9.8.6.2寿命364

9.8.6.3性能衰减过程364

9.8.7应用准则364

9.8.7.1何种情况下使用微机电扫描器364

9.8.8预期发展365

9.8.9小结365

9.9总结365

致谢365

参考文献366

第10章 全息条形码扫描器：应用、性能和设计367

10.1概述367

10.1.1通用产品代码368

10.1.2其他条形码370

10.1.3条形码性质370

10.2非全息型UPC扫描器371

10.2.1前视扫描器372

10.2.2卷绕扫描图373

10.2.3景深374

10.3全息条形码扫描器374

10.3.1全息偏转器定义375

10.3.2全息条形码扫描的奇特性质377

10.3.3普通光学条形码扫描器的景深377

10.3.4全息条形码扫描器的景深379

10.4全息扫描技术的其他特性380

10.4.1聚焦区域叠加380

10.4.2可变聚光孔径381

10.4.3小衍射面的识别和扫描跟踪382

10.4.4扫描角倍增383

10.5全息条形码扫描器的偏转器材料384

10.5.1面浮雕相位介质384

10.5.2体相位介质386

10.6全息偏转器的制造技术388

10.6.1重铬酸盐明胶全息光盘388

10.6.2采用机械法复制面浮雕全息光盘390

10.7全息条形码扫描器实例：美国码捷公司五边形扫描器391

10.7.1五边形扫描图391

10.7.2五边形扫描机理392

参考文献394

第11章 声光扫描器和调制器396

11.1概述396

11.2声光相互作用397

11.2.1光弹性效应397

11.2.2各向同性声光相互作用398

11.2.3各向异性衍射403

11.3声光调制器和偏转器的设计407

11.3.1分辨率和带宽407

11.3.2反应带宽409

11.3.3偏转器设计方法411

11.3.4调制器设计方法412

11.4扫描专用声光器件413

11.4.1声行波透镜413

11.4.1.1设计方面的考虑414

11.4.2啁啾衍射透镜415

11.4.3多通道声光调制器415

11.5声光器件的材料416

11.5.1总体考虑416

11.5.2理论指标416

11.5.3声光扫描器材料的选择418

11.6声波换能器设计421

11.6.1换能器特性421

11.6.2换能器材料424

11.6.3阵列换能器426

11.7声光器件制造技术429

11.7.1器件壳体制造技术429

11.7.2换能器的粘结技术430

11.7.3封装技术432

11.8声光扫描器的应用433

11.8.1多面体反射镜扫描器中的多通道声光调制器433

11.8.2红外激光扫描技术435

11.8.3二级声光扫描器436

11.8.3.1扫描器光学系统436

11.8.3.2驱动器438

11.8.4声光器件和声光可调谐滤波器的应用438

11.8.4.1声光调制器438

11.8.4.2声光偏转器439

11.8.4.3声光变频器439

11.8.4.4声光可调谐滤波器440

11.8.4.5声光波长选择器441

11.8.4.6多色声光调制器441

11.9总结442

致谢442

参考文献442

第12章 电光扫描器444

12.1概述444

12.2电光效应理论445

12.2.1电光效应445

12.2.2线性电光效应446

12.2.3二次方电光效应446

12.3电光偏转器的主要类型447

12.3.1基本拓扑学447

12.3.2表述电光扫描器的术语447

12.3.2.1光束位移和偏转角447

12.3.2.2支点448

12.3.2.3可分辨光斑448

12.3.3单元件及组装件449

12.3.4成形电场450

12.3.4.1均匀施加电压形成梯度折射率450

12.3.4.2固定间隔的梯度折射率451

12.3.4.3固定间隔和电压情况下的梯度折射率452

12.3.5极化结构453

12.3.5.1棱柱式极化结构454

12.3.5.2矩形扫描器455

12.3.5.2.1矩形扫描器中最佳三角形数目455

12.3.5.2.2矩形扫描器的偏转灵敏度456

12.3.5.2.3矩形扫描器的支点位置457

12.3.5.3梯形扫描器457

12.3.5.3.1梯形扫描器的偏转灵敏度458

12.3.5.3.2梯形扫描器的支点位置458

12.3.5.3.3梯形和矩形扫描器的比较458

12.3.5.4喇叭形扫描器458

12.3.5.4.1喇叭形扫描器的偏转灵敏度459

12.3.5.4.2喇叭形扫描器的支点位置460

12.3.5.4.3喇叭形扫描器与梯形和矩形扫描器的比较460

12.3.5.5域反转全内反射偏转器460

12.3.5.6域反转光栅结构462

12.3.5.7其他极化结构463

12.4电光偏转器的电子驱动装置464

12.4.1概述464

12.4.2高压电源464

12.4.2.1普通升压斩波电路465

12.4.2.2反激变换电路465

12.4.3数字驱动器466

12.4.3.1简单的推挽电路466

12.4.3.2绝热驱动器467

12.4.4模拟驱动电路468

12.5电光材料的性质和选择470

12.5.1概述470

12.5.2二磷酸腺苷（ADP）、磷酸二氢钾（KDP）及相关同晶型体471

12.5.3铌酸锂及其相关材料471

12.5.4磷酸氧钛钾（KTP）472

12.5.5其他材料473

12.5.5.1AB类二元复合材料473

12.5.5.2液体的克尔效应473

12.5.5.3（Pb，La）（Zr，Ti）O3体系的电光陶瓷材料473

12.5.5.4其他材料473

12.5.6材料选择473

12.6电光偏转系统设计过程474

12.7结论474

致谢475

参考文献475

第13章 压电扫描器477

13.1概述477

13.2结构和设计477

13.3温度效应480

13.4移动的性质481

13.5堆栈式挠性结构的性质483

13.6电驱动485

13.6.1噪声485

13.6.2电流485

13.7可靠性486

13.8倾斜工作台设计486

13.9线性工作台设计487

13.9.1串扰488

13.9.2串扰最小技术488

13.9.3提高刚性489

13.10阻尼技术489

13.11闭环系统492

13.12应变式传感器493

13.13电容式传感器494

13.14闭环系统的电子控制装置494

13.15总结497

参考文献498

第14章 光盘扫描技术499

14.1概述499

14.1.1光盘技术发展史499

14.1.2光盘特性499

14.1.3光学读/写原理500

14.2光盘系统的应用501

14.2.1只读光盘系统501

14.2.1.1视频光盘501

14.2.1.2CD/CD-ROM501

14.2.1.3DVD502

14.2.2一次写入光盘系统502

14.2.2.1可录光盘（CD-R）502

14.2.3可擦光盘系统503

14.2.3.1PCR光盘503

14.2.3.2MO光盘504

14.3光盘系统的基本设计505

14.3.1光学摄像头的光学系统505

14.3.1.1光学结构布局505

14.3.1.2光强度分布的影响506

14.3.2波像差506

14.3.2.1光盘基板的像差507

14.3.2.2光学元件的波像差507

14.3.2.3半导体激光器的像差508

14.3.2.4散焦508

14.3.2.5波像差公差509

14.3.3光学摄像头装置510

14.3.3.1光学摄像头结构510

14.3.3.2致动器511

14.4半导体激光器512

14.4.1激光器结构512

14.4.1.1Al-Ga-As双异质结激光器的工作原理512

14.4.1.2高功率激光技术512

14.4.2激光束的像散513

14.4.3激光噪声513

14.5调焦和跟踪技术515

14.5.1调焦伺服系统和误差信号的探测方法515

14.5.1.1光束形状探测法515

14.5.1.2光斑尺寸探测法516

14.5.1.3光束位置探测法516

14.5.1.4光束相位差探测法517

14.5.2跟踪误差信号探测法517

14.5.2.1探测方法517

14.5.2.2三光束法518

14.5.2.3摆动法518

14.5.2.4差分相位探测法518

14.5.2.5推挽式跟踪误差信号探测法519

14.5.2.6狭缝探测法519

14.5.2.7采样跟踪法521

14.6径向访问和驱动技术521

14.6.1快速随机访问521

14.6.2光学驱动系统523

致谢523

附录523

附录A523

附录B524

附录C525

参考文献526

第15章 计算机直接制版扫描系统527

15.1概述527

15.2扫描系统类型527

15.2.1系统分辨率和计算机直接制版527

15.2.2内鼓式扫描器527

15.2.3外鼓式扫描器528

15.2.4F-θ扫描结构528

15.2.5德国贝斯印公司印版机529

15.3确定实现CTP的方法531

15.3.1生产率531

15.3.2印版曝光时间531

15.3.3印版处理时间531

15.3.4曝光量公式531

15.3.5光源功率532

15.3.6有效面积扫描速率532

15.3.7德国贝斯印印版机有效面积扫描速率533

15.4印版机系统实例534

15.4.1日本富士（Fuji）公司Saber V8-HS型印版机（内鼓式）534

15.4.2美国柯达（Kodak）公司Generation News型印版机（外鼓式）535

15.4.3美国麦德美（MacDermid）柔性印版机（F-θ扫描器）536

15.4.4德国贝斯印6系列印版机537

15.5结论538

参考文献538

第16章 水下成像同步激光线扫描器539

16.1概述539

16.2激光线扫描器发展史541

16.3水下激光线扫描器成像系统光学设计原理542

16.3.1双锥体线扫描器542

16.3.2单六面体反射镜线扫描器544

16.3.3小结545

16.4光线追迹研究：焦平面孔径的技术要求545

16.4.1双锥形多面体反射镜线扫描器546

16.4.2单六面体反射镜线扫描器547

16.4.3讨论547

16.5单六面体反射镜线扫描器在测试箱中的实验结果549

16.6总结和展望550

参考文献551