光学测量是一种利用光的各种性质来测量物理、化学和生物属性的技术。其原理主要基于光的反射、折射、散射、吸收、发射、干涉、衍射和偏振等现象，下面就让我们具体来了解一下吧!

　　一、光学测量原理

　　(一)干涉原理

　　当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，会产生光强分布随光程差变化而呈现明暗相间条纹的现象，这就是干涉现象。基于干涉原理的测量技术有干涉测量术、干涉光谱学、干涉显微镜等应用。

　　(二)衍射原理

　　光在传播过程中遇到障碍物或小孔时会偏离直线传播，这就是衍射现象。利用这一原理有衍射光栅、X射线衍射分析、全息技术等应用。例如衍射光栅可根据光的衍射来对光进行分光操作，从而可以用于分析光的波长成分等相关测量。

　　(三)偏振原理

　　光的偏振现象也被用于光学测量。例如偏振光显微镜、液晶显示技术、光学通信等都是偏振原理的应用。偏振光的特性在这些应用中起到关键作用，如在偏振光显微镜中，通过对偏振光与样品相互作用后的分析来观察样品的微观结构等特性。

　　(四)光谱原理

　　光谱仪利用光的色散原理，将入射光分解成不同波长的光谱成分，然后通过探测器测量各波长成分的强度或能量分布等信息，从而得到物质的光谱特征。不同物质具有不同的光谱特征，所以可通过光谱测量来进行物质成分分析、化学结构分析等工作。

　　二、光学测量技术

　　(一)接触式测量技术

　　坐标测量机(CMM)

　　CMM是物体三维接触式测量的典型代表，它以精密机械为基础，综合应用电子、计算机、光学和数控等先进技术，是一种大型精密的三坐标测量仪器。它能够对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。其优点包括灵活性强(可实现空间坐标点测量，方便测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数)、测量精度高且可靠、可方便地进行数字运算与程序控制，智能化程度高。但也存在一些缺点，例如测量时操作人员凭手的感觉来保证测头与工件的接触压力(因人而异且与读数之间很难定量描述)、刚性测头为非反馈型测头(不能用于数控坐标测量机上)、必须对测头半径进行三维补偿才能得到真实的实物表面数据等。

　　(二)非接触式测量技术

　　光学非接触式测量技术分类

　　被动式测量

　　没有受控的主动光源，无需复杂设备，与人类视觉习惯比较接近。主要用于受环境约束不能使用激光或特殊照明光的场合，或者由于保密需要的军事场合。一般从一个或多个摄像系统获取的二维图像中确定距离信息，形成三维面形数据(如单目、多目视觉)。不过当被测目标结构信息不完整、过分简单或过分复杂，以及被测目标上各点反射率没有明显差异时，深度计算可能产生错误;而且CCD图像传感器可能由于能量被物体表面大量吸收而得不到足够反射能量，满足对应点匹配计算的候选点有可能出现假对应。这种方法常被用于对三维目标的识别、理解以及位置、形态分析，在机器视觉领域应用广泛。

　　主动式测量

　　利用特殊的受控光源(主动光源)照射被测物，根据主动光源的已知结构信息(几何的、物体的、光学的)获取景物的三维信息。

　　三、光学测量应用

　　(一)生物医学领域

　　显微镜用于观察细胞和组织的微观结构，是生物学研究和医学诊断的重要工具。光谱仪通过分析生物样本的光谱特征，可以获取其化学成分和结构信息，用于疾病诊断和治疗。光学成像技术如光学相干断层扫描(OCT)和共聚焦显微镜等，用于无损地获取生物组织的三维结构和功能信息。

　　(二)材料科学领域

　　用于测量材料的折射率、消光系数等光学常数，以及薄膜的厚度和折射率分布(如椭偏仪)。通过分析材料的光谱特征，可以获取其化学成分、结构和物理性质等信息(光谱仪)。利用光学干涉原理测量材料表面的微观形貌和粗糙度(表面形貌仪)。

　　(三)环境监测领域

　　大气颗粒物监测仪利用光学散射原理测量大气中颗粒物的浓度和粒径分布。水质监测仪通过测量水体的光学性质，如吸收、散射和荧光等，可以获取水质的化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)等参数。温室气体监测仪利用光谱分析技术测量大气中温室气体的浓度，如二氧化碳、甲烷等。

　　(四)工业生产过程控制

　　激光测距仪利用激光束测量物体之间的距离和位置，用于工业自动化生产线上的定位和检测。机器视觉系统通过光学成像和图像处理技术，实现对工业产品的自动识别和缺陷检测。光纤传感器利用光纤传输光信号的原理，实现对工业生产过程中温度、压力、流量等参数的实时监测和控制。