《光电技术及应用/海军重点建设教材》系统全面地论述了光电技术的基本原理、系统组成和典型军事系统应用。全书共分十一章,内容包括光电技术绪论、光电技术基础、光学系统、光电探测器、光电信息检测与信号处理、光电系统性能分析、光电被动侦察、光电主动侦察、光电跟踪系统、光电搜索系统和光电对抗系统等。
《光电技术及应用/海军重点建设教材》内容深入浅出,材料翔实丰富,可作为舰艇情电指挥(电子信息工程)专业本科生及相关专业研究生的教材,也可供光电工程及其相关领域的科技工作者参考。
在现代高技术战争中,充斥着各种以光电技术为核心的光电装备,极大影响了战争的形态、过程和结局,如激光武器可瞬间直接摧毁目标、红外热像仪使夜间“白昼化”、光电侦察卫星的全球可视化等。鉴于光电技术在军事领域的广泛应用,在海军大连舰艇学院舰艇情电指挥(电子信息工程)专业人才培养方案中,开设了“光电技术”专业基础课程,以满足人才培养的需要。通过军内外光电技术的主要教材对比,编者发现,教材中要么是一般性光电技术介绍,“军味”和“海味”不足,要么是十几年前的教材,内容侧重理论且陈旧,不利于海军高技术人才的培养。因此,在前期光电技术相关课程教学中,编者自行编写了教材。然而,经过多轮本科教学试用,有必要重新梳理光电技术及军事应用的相关知识,并补充该领域的最新进展。
全书共十一章。第一章是绪论,主要介绍光电技术的相关概念、基本内容、技术特点、典型军事应用和发展趋势以及军用光电系统的组成与分类;第二章为光电技术原理部分,补充介绍光电技术基础;第三至六章是光电系统原理部分,主要介绍光学系统、光电探测器、光电信息检测与信号处理和光电系统性能分析的基本原理及相关技术;第七至十一章是典型军用光电系统部分,介绍光电被动侦察、光电主动侦察、光电跟踪系统、光电搜索系统和光电对抗系统的基本原理与典型实例。
在撰写过程中,编者力求使本书具备如下四个特点:
(1)完整性好,系统全面地构建了光电技术的知识架构,包括基本原理、技术、系统和应用:
(2)自成体系,补充了相应的光电技术基础知识,可使不具备光电领域相关知识的读者易于理解光电技术;
(3)展现前沿,引入了光电技术领域的最新进展,如光电技术及系统的发展趋势、激光成像目标侦察等;
(4)理论和应用兼备,融入了编者多年科研项目的成果,具有理论前研性,并且紧贴装备和系统来阐述技术原理,突出应用性。
本书是海军重点立项建设教材,得到了海军大连舰艇学院教材审查组各位专家的认真审阅,硕士研究生黄金涛、姜康辉、王战、位宝燕做了大量的绘图和公式编辑及校对工作,在此一并表示感谢。编写过程中参阅了大量国内外文献,谨向各位作者深表谢意。
由于时间仓促以及编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足,诚望读者不吝指正,以便今后逐步完善和提高。联系方式:navylst@ 163.com。
第一章 绪论
第一节 光电技术内涵
第二节 军用光电技术特点
第三节 典型军事应用
第四节 军用光电系统组成与分类
一、基本组成
二、分类
第五节 光电技术与现代战争
第六节 光电技术的发展史
第二章 光电技术基础
第一节 光波的产生原理
一、光源
二、可见光的产生原理
三、微光的产生原理
四、红外光的产生原理
五、激光的产生原理
第二节 光辐射量计算
一、与光源有关的辐射度参数及光度参数
二、与接收器有关的辐射度参数及光度参数
三、辐射能量计算
四、光谱辐射分布与量子流速率
五、光度量与辐射度量之间的关系
第三节 光辐射的大气传输
一、大气传输环境
二、大气对辐射传输的影响
三、辐射传输的基本计算
四、激光的传输
第四节 典型目标辐射及其特点
一、飞机的辐射
二、坦克的辐射
三、舰艇的辐射
第三章 光学系统
第一节 光学系统的物镜
一、理想成像与几何像差
二、折射式物镜
三、反射式物镜
四、折反射系统
五、变焦距物镜
第二节 辅助光学系统
第三节 光学材料和光学薄膜
第四节 典型军用光学系统
第四章 光电探测器
第一节 光电探测原理及器件
一、固体能带理论和半导体对光的吸收
二、光电导效应及器件
三、光生伏特效应及器件
四、外光电效应及器件
五、热辐射效应及器件
六、工作条件和性能参数
七、光电探测器的种类和性能比较
第二节 CCD成像原理及器件
一、基本组成和工作原理
二、CCD图像传感器
三、性能参数
四、红外与微光固态图像传感器
第三节 CMOS、MOS和CID成像原理及器件
一、CMOS成像原理及器件
二、MOS成像原理及器件
三、CID成像原理及器件
四、典型系统应用
第五章 光电信息检测与信号处理
第一节 光电信息的检测
第二节 光电信号的处理
第六章 光电系统性能分析
第一节 人眼视觉特性与图像探测
一、人眼的视觉特性
二、图像目标探测与识别
第二节 微光成像系统的静态性能
第三节 红外热成像系统的静态性能
第七章 光电被动侦察
第一节 光电成像概述
一、摄像机的基本原理
二、图像的分割与扫描
三、图像处理及分析
第二节 电视
第三节 微光夜视仪
一、基本原理
二、第一代微光夜视仪
三、第二代微光夜视仪
四、第三代微光夜视仪
五、性能参数
六、发展史
第四节 微光电视
一、基本原理
二、性能参数
第五节 红外热像仪
一、基本原理
二、扫描光学系统
三、焦平面阵列探测器
四、视频处理
五、热图像显示
六、性能参数
七、发展史
第八章 光电主动侦察
第一节 激光测距机
一、分类
二、脉冲激光测距机
三、相位激光测距机
四、性能参数
五、发展史
第二节 激光雷达
一、分类
二、基本组成和工作原理
三、激光成像目标侦察
四、发展史
第九章 光电跟踪系统
第一节 光电跟踪系统概述
一、基本组成和工作原理
二、性能参数
三、用于光电制导的跟踪系统
四、用于光电火控的跟踪系统
第二节 半主动激光制导原理
第三节 红外点源制导原理
一、红外点源跟踪系统原理
二、调制盘滤波
三、调制盘测向
第四节 四元红外制导原理
一、基本原理
二、性能特点
第五节 玫瑰扫描亚成像制导原理
一、玫瑰扫描图形及其特点
二、玫瑰扫描的数学表达式
三、位标器的误差信号
第六节 成像制导原理
一、图像目标检测
二、图像目标跟踪
第七节 光电火控系统原理
一、基本原理
二、性能特点
第十章 光电搜索系统
第一节 有限空域光电搜索系统
一、基本原理
二、性能参数
三、搜索信号的形式及产生
第二节 红外告警系统
一、分类
二、基本组成和工作原理
三、性能参数
四、发展史
第十一章 光电对抗系统
第一节 光电对抗概述
一、分类
二、典型系统组成和技术指标
三、发展史
第二节 光电侦察
一、激光告警的定义、特点和用途
二、激光告警的分类
三、光谱识别型激光告警原理
四、相干识别型激光告警原理
第三节 光电干扰
一、光电有源干扰
二、光电无源干扰
参考文献