《现代光学计量与测试》较系统地介绍了光学计量测试的基础理论、计量基准、计量标准和光学参数测量方法，涉及光辐射、激光参数、光辐射探测器参数、光学材料参数、成像光学、微小光学和微光夜视等方面的计量与测试技术。
《现代光学计量与测试》可作为从事光学计量测试工作的科技人员的业务参考书，也可作为工程光学专业和测试计量技术与仪器专业研究生教学参考书。
光学计量是计量学的十大专业之一，是围绕光学物理量测量技术和量值传递开展工作的。其主要任务是不断完善光学计量单位制，复现物理量单位，研究新的计量标准器具和标准装置，建立量值传递系统和传递方法，发展新的测试技术，以及研究新的光学计量理论。随着科学技术的进步，光学计量测试技术得到飞速发展，已成为光学产业重要的支撑技术。
本书是作者在为西安应用光学研究所培养硕士和博士研究生编写的教材基础上整理而成的，是作者多年从事光学计量测试研究工作的总结，也是对国防科技工业光学一级计量站20多年科研工作的总结。在介绍光学计量测试基本原理、计量基准、计量标准和光学参数测试方法的基础上，尽可能反映当前光学计量科学研究的最新成果。
书中内容共分为8章。第1章介绍光学计量的发展历史和发展趋势，以及计量学通用的一些知识。第2章为光辐射计量与测试，介绍从紫外到红外全波段辐射计量基准、计量标准和测量方法。用较大篇幅介绍了红外热像仪校准技术，红外光谱辐射计校准技术和瞬态光辐射校准技术。第3章为激光参数计量与测试，介绍激光计量基准、计量标准和主要参数测量方法，并系统介绍了强激光计量测试及激光测距机主要参数校准技术。第4章为光辐射探测器参数计量与测试，介绍了单元探测器和多元探测器评价参数和参数测量方法，对红外探测器和红外焦平面阵列探测器测量进行了重点介绍。第5章为光学材料参数计量与测试，介绍了可见光材料和红外光学材料主要参数的测量方法，其中重点介绍了折射率测量的各种方法。第6章为成像光学计量与测试，介绍了成像光学系统像质评价、光学元件波像差测试与校准、光学元件主要参数测试方法等。第7章为微小光学计量与测试，介绍了集成光学、梯度光学和光纤元件主要参数测量方法，以及偏振保持光纤参数测量和单模光纤偏振模色散测量技术。第8章为微光夜视参数计量与测试，介绍了微光像增强器、微光夜视仪和微光夜视镜的主要参数测量方法。
第2章和第4章部分内容由范纪红编写，第3章和第5章部分内容由王雷编写，其余章节均由杨照金编写，全书由杨照金进行统稿。
西安应用光学研究所许多同事参与了本书的编写与整理，岳文龙高工、胡铁力高工、史继芳高工、王芳高工、王生云高工、杨红研究员等参与部分内容的整理。郭羽、解琪同志参与插图的整理。北京理工大学苏大图教授、西安电子科技大学安毓英教授通读了全书，提出许多建设性意见和建议。本书采用了作者所在科研集体许多科研成果，也参考和引用了国内许多专家、学者的书籍和文献。西安应用光学研究所领导的关心与支持使得作者能在较短的时间内完成本书。在此一并表示衷心的感谢。
由于作者知识面和水平有限，不妥之处望广大读者批评指正。
第1章 绪论1
1.1 光学计量测试的研究范畴与发展历程1
1.2 光学计量测试技术的发展趋势2
1.3 计量学主要名词术语4
第2章 光辐射计量与测试6
2.1 光辐射计量的基本物理量6
2.2 实现光辐射绝对测量的主要途径7
2.2.1 黑体辐射源7
2.2.2 低温辐射计11
2.2.3 硅光电二极管自校准技术16
2.2.4 双光子相关技术17
2.2.5 同步辐射源20
2.3 光辐射标准22
2.3.1 光谱辐亮度和辐照度标准22
2.3.2 中温黑体辐射源标准装置28
2.3.3 面源黑体校准32
2.3.4 低温黑体校准39
2.3.5 以同步辐射源为基础的紫外辐射标准40
2.4 红外热像仪参数计量测试43
2.4.1 红外热像仪概述43
2.4.2 红外热像仪评价参数44
2.4.3 红外热像仪参数测量装置46
2.4.4 红外热像仪调制传递函数测量48
2.4.5 红外热像仪噪声等效温差测量49
2.4.6 红外热像仪最小可分辨温差测量51
2.4.7 红外热像仪最小可探测温差测量53
2.4.8 红外热像仪信号传递函数测量54
2.4.9 红外热像仪参数测量装置的溯源与校准55
2.5 材料发射率测量60
2.5.1 材料发射率测量概述60
2.5.2 半球积分发射率测量61
2.5.3 法向光谱发射率测量63
2.6 红外目标模拟器校准65
2.6.1 红外目标模拟器校准概述66
2.6.2 红外目标模拟器校准装置66
2.6.3 红外目标模拟器校准数学模型67
2.6.4 红外目标模拟器校准方法69
2.7 红外光谱辐射计校准73
2.7.1 红外光谱辐射计概述73
2.7.2 红外光谱辐射计校准方法76
2.7.3 红外光谱辐射计校准过程78
2.8 瞬态光辐射源参数测量与校准81
2.8.1 瞬态光及其评价参数81
2.8.2 瞬态光谱测量82
2.8.3 瞬态有效光强测量84
2.8.4 瞬态光辐射参数校准85
2.9 光度计量与测试86
2.9.1 光度学基本概念87
2.9.2 光度学基准89
2.9.3 光度计量标准90
2.9.4 光度学测量仪器94
第3章 激光参数计量与测试99
3.1 激光计量参数99
3.2 激光参数计量基准100
3.2.1 激光功率基准100
3.2.2 激光能量基准102
3.3 激光参数计量标准104
3.3.1 激光功率标准104
3.3.2 激光能量标准106
3.3.3 脉冲激光峰值功率标准109
3.3.4 激光平均功率和能量标准装置111
3.4 激光参数测量技术112
3.4.1 激光功率能量测试技术112
3.4.2 高能激光功率与能量测量技术117
3.4.3 绝对式测量法中影响因素分析120
3.4.4 激光空域特性测量技术131
3.4.5 强激光空域特性测量技术135
3.4.6 激光时域特性测试138
3.4.7 激光损伤阈值测试142
3.5 激光测距机参数校准143
3.5.1 激光测距机概述143
3.5.2 最大测程校准145
3.5.3 最小测程校准149
3.5.4 测距准确度校准149
第4章 光辐射探测器参数计量与测试151
4.1 光辐射探测器概述151
4.2 光辐射探测器性能的主要表征量151
4.2.1 描述探测器灵敏度特性的主要表征量152
4.2.2 描述探测器探测弱信号能力的主要表征量153
4.2.3 其他表征量154
4.3 光辐射探测器光谱响应度测量155
4.3.1 相对光谱响应度测量155
4.3.2 绝对光谱响应度测量158
4.4 探测器面响应度均匀性测量158
4.4.1 探测器面响应度均匀性的定义158
4.4.2 探测器面响应度均匀性的测量原理及装置159
4.5 光辐射探测器响应度直线性测量160
4.5.1 双孔法测量160
4.5.2 多光源法测量161
4.6 光辐射探测器时间特性与温度特性测量162
4.6.1 时间特性测量162
4.6.2 温度特性测量162
4.7 红外探测器参数测量163
4.7.1 黑体响应率测量163
4.7.2 噪声测量165
4.7.3 探测率测量166
4.7.4 噪声等效功率测量166
4.7.5 频率响应测量166
4.7.6 红外探测器参数测量装置的校准167
4.8 红外焦平面阵列参数测量167
4.8.1 特性参数及相关量的定义168
4.8.2 响应率、噪声、探测率和有效像元率等参数测量170
4.8.3 噪声等效温差测试175
4.8.4 动态范围测试176
4.8.5 相对光谱响应测试177
4.8.6 串音测试178
第5章 光学材料参数计量与测试180
5.1 光学材料折射率和色散系数计量测试180
5.1.1 光学材料折射率和色散系数测量方法180
5.1.2 光学材料折射率计量标准187
5.2 光学材料折射率温度系数测量188
5.2.1 光学玻璃折射率温度系数测量188
5.2.2 红外材料折射率温度系数测量190
5.3 光学材料应力双折射计量测试192
5.3.1 简易偏光仪法192
5.3.2 单1/4波片法194
5.3.3 数字移相全场测量法195
5.3.4 光学材料应力双折射计量标准196
5.4 光学材料传输特性测量198
5.4.1 透射比测量199
5.4.2 光谱反射比测量200
5.4.3 光吸收系数测量202
5.4.4 光学材料散射系数测量203
5.5 光学材料均匀性测量204
5.5.1 平行光管测试方法204
5.5.2 干涉测量方法205
5.6 光学材料其他参数测量206
5.6.1 光学材料消光比测量207
5.6.2 光学材料线膨胀系数测量207
5.6.3 光学材料条纹度测量208
5.6.4 光学玻璃气泡度检测208
5.6.5 材料非线性光学性能测试209
5.6.6 椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率211
第6章 成像光学计量与测试215
6.1 成像光学系统像质评价215
6.1.1 像质评价基本概念215
6.1.2 光学传递函数基本概念221
6.1.3 光学传递函数基本测量方法230
6.1.4 光学傅里叶分析法传递函数测量装置231
6.1.5 光电傅里叶分析法传递函数测量装置233
6.1.6 数字傅里叶分析法238
6.1.7 光学传递函数测量装置的检定239
6.1.8 光学传递函数标准装置244
6.1.9 离散采样系统光学传递函数测量246
6.2 光学元件波像差测量248
6.2.1 光的干涉基础248
6.2.2 光学元件波像差标准装置250
6.2.3 红外光学零件表面面形及光学系统波像差测量254
6.3 光学系统和元件主要参数测量257
6.3.1 焦距测量257
6.3.2 相对孔径测量258
6.3.3 视场测量259
6.3.4 透过率测量260
6.3.5 杂光系数测量261
第7章 微小光学计量与测试263
7.1 集成光学计量与测试263
7.1.1 集成光学概述263
7.1.2 集成光波导参数测量264
7.1.3 铌酸锂集成光学器件参数测量268
7.2 梯度折射率光学计量与测试272
7.2.1 梯度折射率光学概述272
7.2.2 自聚焦透镜折射率分布测量272
7.2.3 自聚焦透镜数值孔径测量276
7.2.4 自聚焦透镜焦距测量277
7.2.5 自聚焦透镜聚焦光斑测量278
7.3 光导纤维参数测量279
7.3.1 纤维光学概述279
7.3.2 光纤元件数值孔径的测量280
7.3.3 光纤元件透射比测量281
7.3.4 光纤元件刀口响应测量282
7.3.5 光导纤维损耗测量283
7.3.6 光纤色散测量285
7.3.7 单模光纤截止波长测量286
7.4 偏振保持光纤参数测量288
7.4.1 偏振保持光纤概述288
7.4.2 保偏光纤偏振串音测量289
7.4.3 保偏光纤拍长测量290
7.5 单模光纤偏振模色散测量292
7.5.1 偏振模色散的产生292
7.5.2 偏振模色散测量方法293
第8章 微光夜视参数计量与测试296
8.1 微光夜视技术概述296
8.2 微光像增强器参数测量296
8.2.1 光阴极光灵敏度和辐射灵敏度测量297
8.2.2 亮度增益测量298
8.2.3 等效背景照度测量299
8.2.4 输出信噪比测量300
8.2.5 调制传递函数测量302
8.2.6 分辨力测量303
8.2.7 放大率测量309
8.2.8 畸变测量310
8.3 微光夜视仪参数测量310
8.3.1 微光夜视仪视场测量311
8.3.2 微光夜视仪视放大率测量313
8.3.3 微光夜视仪相对畸变测量314
8.3.4 微光夜视仪分辨力测量315
8.3.5 微光夜视仪的亮度增益测量317
8.4 微光夜视镜参数测量318
8.4.1 微光夜视镜视场测量318
8.4.2 微光夜视镜放大率测量318
8.4.3 微光夜视镜畸变测量319
8.4.4 微光夜视镜分辨力测量319
8.4.5 微光夜视镜亮度增益测量320
8.4.6 微光夜视镜光轴平行性测量320
参考文献321
因此，光学计量的量限将向两端扩展，超大、超小，超强、超弱是今后研究的重点。
科学技术和高新武器性能水平的提高，要求计量测试准确度也越来越高，这就需要对现有计量标准进行提升和改造，以满足现代光学技术对计量测试的要求。
3.重视紫外计量测试
紫外辐射源、紫外激光参数、紫外光学系统参数、紫外光学材料参数等计量与测试越来越重要。
在军事上，紫外制导、紫外侦察告警将逐渐引起重视。
在深空探测中，紫外技术发挥着重要作用，由于太空温度很低，红外信号很弱，而紫外信号很强，这就要求使用紫外相机、紫外地平仪和紫外星敏感器。这些应用都要求建立紫外计量标准和紫外测量仪器。
紫外激光在半导体光刻工艺中的应用，对紫外脉冲激光参数计量提出了新的要求，要求把激光计量的工作波长向紫外延伸。
4.研究校准新技术和新方法
新型材料和新型传感器件的发展，带动了一批新的光学技术的发展。目前光纤材料已在各个领域得到普遍应用，与之相关的光通信和光信息处理技术也得到快速发展，促进了集成光学技术的研究与开发。近年来新型探测器件不断出现并应用于光电系统之中。不仅应用波段范围不断扩大，而且从单元化向多元化发展，如面阵CCD器件，红外焦平面探测器件，已在成像技术中得到广泛应用，并取得较好效果。计量测试技术应根据最新技术的发展加强先期研究，以实现技术基础跨越式发展。
5.从单项参数计量测试向综合参数计量测试发展
为了满足光学系统在研制过程中组装调校、现场实验、综合性能检测等需求，需要研制许多综合参数测量系统。例如望远镜综合参数测试仪、激光测距机测试系统、红外热像仪评价系统、微光夜视仪整机特性测试系统等，这些测试系统是保证整机性能质量的基础，其本身必须通过计量检定、确保测试数据的准确可靠。目前这类仪器越来越多，保证其测试数据的准确可靠是计量部门今后承担的重要任务。
6.计量测试系统向自动化和智能化发展
随着计算机技术在各个领域的广泛应用，自动化测量技术也得到突飞猛进的发展。为了提高准确度，减少人为误差，减轻操作人员劳动强度，许多计量标准装置和测试系统不断地向自动化方面改进，向光、机、电、算一体化、智能化方向发展。
传统的光学仪器，如望远镜、显微镜、照相机等都是用眼睛观察，像分辨率测量、焦距测量、干涉图观察等过去都是用眼睛观察或用照相干板记录，现在都实现了自动化测量。
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