本書是光機、激光掃描領域的經典著作，已經2版，由2位國際知名專家主編，26位各國專家合力編著；介紹的內容從單反射鏡、轉鼓到MEMS，覆蓋面廣，技術內容深入，特別是光機內部撓性結構、MEMS部分的內容實際深入，便於工程書現場應用；共16章、489圖，提供大量設計案例，實例非常豐富。原書作者傑拉爾德·馬歇爾先生和格倫·斯圖茲先生，著作等身在美國及國際光學組織中都擔任過要職，並且一直供職於商用光機、激光器的重要公司，在高能激光器、醫用激光器、機載激光傳感器、激光雷達、視網膜掃描、農產品檢驗、膠片印制、等

●譯者序
原書第2版前言
原書第1版前言
致謝
第1章激光束特性：M2模型1
1.1概述1
1.2激光束特性（理論）發展史1
1.3本章內容的組織結構2
1.4混模激光束的M2模型3
1.4.1基橫模：阨米特-高斯和拉蓋爾-高斯函數3
1.4.2混模：純模的非相干疊加5
1.4.3與光束直徑相關的基模特性6
1.4.4基模光束的傳播特性8
1.4.5混模激光束的傳播特性：嵌入式高斯分布和M2模型9
1.5利用透鏡對基模和混合模進行光束變換12
1.5.1利用光束-透鏡轉換技術測量激光束發散角14
1.5.2光束-透鏡轉換的應用：深聚焦的局限性14
1.5.3逆變換常數15
1.6基模和混模光束直徑的定義15
1.6.1由輻照度分布確定光束直徑16
1.6.2獲取實用光束分布圖的具體思考18
1.6.2.1市售掃描輪廓儀的工作原理20
1.6.3五種定義和測量光束直徑（常用）方法的比較21
1.6.3.1Dpin（針孔分布1/e2限幅點的間隔）21
1.6.3.2Dslit（狹縫分布1/e2限幅點的間隔）21
1.6.3.3Dke（刀口掃描限幅點15.9%和84.1%的兩倍間隔）22
1.6.3.4D86（通過總能量86.5%的同心圓孔直徑）22
1.6.3.5D4σ（針孔輻照度分布標準偏差的4倍）22
1.6.3.6D4σ（對輻照度分布信噪比的靈敏度）23
1.6.3.7ISO選擇D4σ作為標準直徑的理由24
1.6.3.8直徑定義的總結25
1.6.4直徑定義之間的轉換25
1.6.4.1M2是專享的嗎？26
1.6.4.2轉換規則的經驗基礎26
1.6.4.3不同定義直徑間的轉換規則28
1.7測量光束質量M2的具體問題：四切法29
1.7.1四切法的邏輯性29
1.7.1.1利用附加透鏡形成可測束腰31
1.7.1.2束腰位置精度32
1.7.2數據的圖形分析32
1.7.3對數據進行曲線擬合分析的相關討論34
1.7.4市售測量儀器和軟件包35
1.8光束不對稱性類型36
1.8.1光束不對稱性的常見類型36
1.8.2等效柱形光束的概念38
1.8.3其他光束的不對稱性：扭曲光束，復雜像散40
1.9M2模型在激光掃描器中的應用41
1.9.1立體光刻掃描器41
1.9.2轉換為統一的刀口法體繫43
1.9.3為何使用多模激光束?43
1.9.4如何解讀激光束測試報告?44
1.9.5利用等效透鏡代替聚焦擴束鏡44
1.9.6景深和掃描面位置處光斑尺寸的變化45
1.9.7掃描面上激光光斑圓度的技術要求46
1.9.7.1案例A：10%束腰不對稱性46
1.9.7.2案例B：10%發散度不對稱性46
1.9.7.3案例C：像散造成掃描面上有12%的不圓度47
1.10總結：M2模型綜述48
致謝49
專業術語49
參考文獻54
第2章激光掃描光學繫統56
2.1概述56
2.2激光掃描器結構56
2.2.1物鏡掃描56
2.2.2物鏡後置掃描56
2.2.3物鏡前置掃描57
2.3光學設計和優化：概述57
2.4光學不變量59
2.4.1衍射受限60
2.4.2實際高斯光束60
2.4.3切趾率61
2.5性能問題62
2.5.1圖像輻照度62
2.5.2像質63
2.5.3分辨率和像素數64
2.5.4焦深64
2.5.5F-θ條件65
2.6初級像差和三級像差66
2.6.1初級色差校正68
2.6.2三級像差性質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畸變70
2.6.3三級像差經驗法則70
2.6.4匹茲伐（Pitzval）半徑的重要性71
2.7具體設計要求71
2.7.1檢流計式掃描器72
2.7.2多面體反射鏡掃描72
2.7.2.1掃描線彎曲72
2.7.2.2光束位移72
2.7.2.3交叉掃描誤差73
2.7.2.4小結75
2.7.3多面體反射鏡掃描效率75
2.7.4內轉鼓式繫統77
2.7.5全息掃描繫統77
2.8物鏡設計模式77
2.8.1簡單掃描物鏡的設計剖析79
2.8.2采用傾斜面的多結構布局84
2.8.3多結構布局反射多面體模式84
2.8.4單通道多面體反射鏡結構設計實例85
2.8.4.1CODEV程序中多結構布局物鏡參數填寫格式86
2.8.4.2物鏡設計過程87
2.8.5雙軸掃描88
2.9激光掃描物鏡設計實例88
2.9.1300DPI辦公打印機物鏡（λ=633nm）89
2.9.2廣角掃描物鏡（λ=633nm）89
2.9.3中等視場角掃描物鏡（λ=633nm）89
2.9.4長掃描線中等視場掃描物鏡（λ=633nm）89
2.9.5適用於發光二極管的掃描物鏡（λ=800nm）90
2.9.6雙波長高精度掃描物鏡（λ=1064和950nm）91
2.9.7高分辨率遠心掃描物鏡（λ=408nm）91
2.10掃描物鏡制造、質量控制和最終檢測91
2.11全息激光掃描繫統92
2.11.1利用平面線性光柵掃描92
2.11.2掃描線彎曲和掃描線性度93
2.11.3掃描盤擺動的影響
……

本書具有以下顯著特點：第 一，內容豐富，不僅有詳盡的光學和激光掃描技術理論，而且給出許多實際的掃描實例；第二，覆蓋面廣，既介紹了常規的掃描技術（如單反射鏡、轉鼓），又闡述了一些利用諸如微納米光學（微光機電繫統）和全息光學的優選技術研發的光學和激光掃描裝置；第三，為使本書能夠充分反映光學和激光掃描技術領域的國際優選水平，彙集了該領域美國、英國、日本等國的26位專家的研究成果，具有一定代表性。本書可供光電子學、空間傳感器及繫統、遙感、熱成像、軍事成像、光通信領域中從事光學和激光掃描器設計和制造、光電子儀器總體設計、光學繫統和光機結構設計的設計師、工程師閱讀，也可作為大專院校相關專業本科生、研究生和教師的參考書。

(美)傑拉爾德·馬歇爾(Gerald F.Marshall),(美)格倫·斯圖茲(Clenn E.Stutz) 編 周海憲,程雲芳 譯