光学与我们每个人的生活有着密切的联系。而在科技日新月异的当下，光学技术更是被广泛运用到工业的各个领域，从成像光学到机器
视觉，从光学材料到显示技术，从光学照明到人造太阳，从激光制造到激光武器，从光纤通信到量子通信，都是利用光学技术和光学基
本原理得以实现的先进技术。而光学测量技术在光学领域有着重要地位。
常见光学精密测量技术
1.光斑分析和测量技术
光斑测量与激光技术是紧密相关的，在激光器行业有着非常广泛的运用，激光光斑测量是评价激光光束质量的主要手段，是指导激光设
计，制造和装配的重要依据。评价激光光束质量的指标主要涉及这些方面：1.光束的发散角和倾斜度。发散角是用来衡量光束从束腰向
外发散的速度，可以用来表征激光的准直性能。光束倾斜度是表征光束偏离出光面垂轴方向的程度，图1所示为表征激光光束的常见参
数。2.光斑尺寸。测量光斑不同径向的直径大小，表征光斑尺寸，可以用于评估激光作用范围，特别在激光加工领域有着广泛的运用。
图2所示为激光光斑在空间传播的光斑大小演变图，可以计算激光光束的数值孔径和最小光斑尺寸。3.椭圆度。用于表征激光光束的圆
形程度，是激光光束的一个重要参数。众所周知，半导体激光器分为垂直腔面发射激光器和边发射激光器，由于发光原理不同，光斑的
长短轴的长度存在明显差异，测量激光光斑的椭圆度，有助于判定激光光束质量是否符合使用要求。4.激光功率。激光能量反应激光的
发光强度，在激光加工领域是表征激光加工能力大小的关键指标，光斑测量技术可以对光斑的能量分布进行测量和表征。
图1.光斑的特征参数
图2.激光光束空间传输光斑的测量结果
2.透射率与反射率检测技术
当前针对不同的检测对象，已经发展出了多种的透射率和反射率的检测方法。但是这些测试方法大多数都是基于光谱分析的测量技术。
测量透射率的常见方法包括：单色仪型分光光度计测试方法，干涉型光谱分析系统测量方法，偏光检测分析方法等。反射率测量的常见
方法包括：单次反射光谱分析测试方法，多次反射光谱分析测试方法和激光谐振腔测试方法等。
光谱测量方法中有很多因素会影响透射率和反射率精度，这些因素主要包括：第一，被测样品的口径大小。当样品小于光斑尺寸时，需
要采用光阑来限制光束的大小。第二，被测样品楔形角的影响。为减小该因素的影响，可以使光束尽量准直，并且尽量采用大口径的积
分球探测器。第三，光线偏振效应。尽量让样品垂直放置，并且加上偏振测试装置。第四，光谱仪的光谱分辨率。选择合适的分辨率，
滤光片要求较高的分辨率。第五，空气中某些充分吸收带的影响。比如空气中的二氧化碳吸收，解决措施是样品室里面充氮气。第六，
被测样品后表面的影响。测试透过率时不可避免引入后表面的影响，需要通过计算消除这种影响。
3.光学相干检测技术
由于激光的相干技术测量的尺度通常与激光波长相当，当前被广泛运用于精密测量技术，其中自混合干涉技术（SMI）技术正在被广泛
运用于传感器领域。激光自混合干涉效应指的是在激光测量中，激光器发出的光被外部物体反射或散射，部分光反馈会与激光器腔内光
相混合，引起激光器的输出功率、频率发生变化，引起输出的功率信号与传统的双光束干涉信号类似，所以被称为SMI。由于反射物的
不同位置和相对移动速度会引起不同的SMI干涉频率，利用这种物理现象，如果事先做好标定和校准就可以实现对微小振动和位移的精
确测量。
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