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Spis treści Przedmowa .......................................................................................................................................7 Wykaz najważniejszych oznaczeń ...................................................................................................8 1. Wstęp..........................................................................................................................................9 Bibliografia ....................................................................................................................................11 2. Skanowanie ..............................................................................................................................12 2.1. Wprowadzenie....................................................................................................................12 2.2. Skanery pasywne................................................................................................................14 2.3. Skanery aktywne ................................................................................................................15 Bibliografia .....................................................................................................................................16 3. Skanery laserowe ....................................................................................................................17 3.1. Wprowadzenie ...................................................................................................................17 3.2. Skanery piszące ..................................................................................................................18 3.3. Skanery czytające...............................................................................................................19 3.4. Skanery czytająco-piszące..................................................................................................20 3.5. Skanery poosiowe ..............................................................................................................21 3.6. Skanery poprzeczne............................................................................................................23 3.7. Konfiguracja pracy skanera................................................................................................24 3.8. Prowadzenie wiązki............................................................................................................26 Bibliografia ....................................................................................................................................27 4. Skanery pomiarowe.................................................................................................................29 4.1. Laserowe pomiary skaningowe ..........................................................................................29 4.1.1. Pomiar średnic..........................................................................................................29 4.1.2. Rozwiązania stosowane w urządzeniach komercyjnych ..........................................33 4.1.3. Pomiar chropowatości..............................................................................................35 4.2. Czynnik aperturowy ...........................................................................................................37 4.3. Rozdzielczość skanowania .................................................................................................39 4.4. Powiększenie skanera.........................................................................................................44 Bibliografia .....................................................................................................................................45 5. Wiązka laserowa .....................................................................................................................47 5.1. Lasery stosowane w skanerach...........................................................................................47 5.2. Parametry wiązki................................................................................................................48 5.2.1. Wiązka gaussowska .................................................................................................48 5.2.2. Mody podłużne ........................................................................................................51 5.2.3. Mody poprzeczne.....................................................................................................52 5.2.4 Pomiar średnicy wiązki .............................................................................................55 5.2.5 Parametr jakości wiązki M 2 ......................................................................................60 5.2.6. Moc wiązki ..............................................................................................................66 Bibliografia .................................................................................................................................... 67 5 6. Układy odchylania wiązki (kątowe i liniowe) ........................................................................69 6.1. Wprowadzenie ...................................................................................................................69 6.2. Deflektory elektromechaniczne .........................................................................................71 6.2.1. Deflektory poligonalne ............................................................................................72 6.2.2. Deflektory galwanometryczne ................................................................................74 6.2.3. Deflektory rezonansowe ..........................................................................................75 6.3. Deflektory holograficzne ...................................................................................................78 6.4. Deflektory elektrooptyczne ...............................................................................................79 6.5. Deflektory akustooptyczne ................................................................................................80 6.6. Deflektory MEMS .............................................................................................................82 6.7. Porównanie parametrów deflektorów.................................................................................85 Bibliografia .....................................................................................................................................86 7. Układ optyczny ........................................................................................................................88 7.1. Wprowadzenie....................................................................................................................88 7.2. Soczewki flat-field .............................................................................................................90 7.3. Soczewki f- .......................................................................................................................92 7.4. Zniekształcenia wprowadzane przez soczewki...................................................................95 Bibliografia .....................................................................................................................................99 8. Techniki pomiarowe. Rozwiązania . ....................................................................................100 8.1. Wybrane metody. Wstępna analiza niedokładności. ........................................................100 8.2. Bezpośredni pomiar kąta odchylenia................................................................................110 8.3. Wyznaczenie położenia krawędzi metodą dyfrakcyjną ....................................................113 8.3.1. Wiadomości wstępne .............................................................................................113 8.3.2. Rozszerzony model dyfrakcji Younga-Rubinowicza.............................................114 8.3.3. Stanowisko pomiarowe..........................................................................................123 8.3.4. Ostra krawędź a obiekt 3D.....................................................................................124 8.3.5. Wpływ położenia elementu mierzonego ................................................................127 8.3.6. Dyfrakcyjna metoda pomiaru średnic wałków.......................................................129 Bibliografia ...................................................................................................................................131 9. Błędy w pomiarach skaningowych średnic..........................................................................134 9.1. Błąd systematyczny pomiaru średnicy laserowym przyrządem skanującym....................134 9.2. Równanie pomiaru średnicy skanerem.............................................................................143 9.3. Przedział ufności dla pomiaru średnic skanerem..............................................................147 Bibliografia ..................................................................................................................................150 10. Podsumowanie .......................................................................................................................151 6