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第1章 光电子技术概论1

引言1

光波段的电子技术1

光电子技术发展简史1

光电子技术的范围4

光电子技术的特点、地位与作用4

光电子技术的特点4

光电子技术是信息社会的支柱技术9

光电子技术是高技术战争的重要支柱12

光电子技术发展展望16

光电子技术已成为信息时代的支柱16

光电子器件的发展趋势16

光电子技术应用的发展趋势17

第2章 激光技术19

引言19

20世纪重大发明之一19

光波参量20

难以驾驭的光波21

自发辐射光和受激辐射光22

激光产生的基本原理23

激光束的特点30

常用激光器32

固体激光器32

气体激光器37

染料激光器38

半导体激光器39

其他激光器41

实用激光单元技术42

激光选模技术42

激光调谐技术43

激光稳频技术45

激光Q开关技术46

激光放大技术48

激光调制技术48

激光偏转技术51

激光变频技术52

激光锁模技术53

激光束整形技术53

激光大气传输54

传输衰减和传输窗口54

大气湍流效应55

激光探测技术55

点探测器55

像探测器56

直接探测技术57

外差探测技术57

激光应用58

激光通信58

激光测距60

激光雷达61

激光制导62

激光导航63

激光武器和激光对抗65

激光战术模拟67

激光与能源68

激光在国民经济中的应用69

展望73

激光器的发展动向73

军用激光技术的新动向74

参考文献74

第3章 激光雷达技术75

引言75

激光雷达的特点75

激光雷达发展史76

激光雷达分类76

激光雷达组成及原理76

激光雷达组成76

激光雷达工作基本原理77

激光的大气传输特性78

水平能见度79

水平大气透射率80

斜程大气透射率80

大气湍流效应81

光学系统82

发射光学系统82

接收光学系统82

激光探测技术82

直接探测技术83

外差探测技术83

激光探测器84

目标特性85

反射特性85

目标反射率85

光学角反射器86

玻璃微珠反射带86

目标激光雷达横截面87

激光测距技术87

脉冲激光测距技术87

相位激光测距技术90

激光自动跟踪技术91

激光跟踪原理91

跟踪精度92

激光雷达的应用92

靶场测量92

空间交会测量93

综合火控93

远程预警、精密跟踪、瞄准和识别93

直升机防撞94

精确制导94

侦毒和化学战剂监测94

局部风场测量94

水下目标探测94

展望95

参考文献95

第4章 红外探测技术96

引言96

红外线97

红外线也是电磁波97

红外线的产生97

红外线的传播97

红外辐射与红外吸收98

红外探测器和探测器组件99

红外探测器原理和分类99

热探测器101

红外光子探测器102

红外探测器参数和性能107

红外探测器组件108

红外焦平面阵列113

新一代红外探测器——IRFPA113

扫描型和凝视型IRFPA116

红外焦平面阵列结构117

焦平面阵列的信号采集和传输处理119

焦平面阵列的质量评价122

典型红外焦平面阵列举例123

红外技术应用131

黑夜也能看得见景物的红外仪器132

非成像红外系统134

红外热成像系统135

常用的红外波段135

目标和背景特性分析135

红外军事应用举例138

红外技术在国民经济和人民生活中的应用145

展望148

参考文献149

第5章 红外热成像技术150

引言150

人眼视觉的限制151

人眼——一种可见光成像仪器151

地点、时间和观察细节能力对人眼观察的限制151

可见光灵敏度和波长对人眼观察的限制151

景物的红外辐射特点151

景物温度差异152

景物表面特性影响红外辐射的强弱152

景物红外辐射的波长范围152

为什么热成像常常使用3μm～5μm和8μm～14μm两个红外波段153

目标和背景的辐射与波长的关系153

大气对红外辐射的衰减153

红外探测器及红外光学材料对红外辐射的波长的选择性154

热成像技术需要实现的功能155

景物红外辐射的接收155

物空间（景物）的辐射分布到像空间的转换155

由红外探测器完成光电转换156

电信号的处理和变换156

图像显示156

热成像技术的发展历史157

发展简史157

从第一代热像仪到第二代热像仪158

热成像技术的分类159

热成像装置的组成及基本工作原理160

组成160

基本工作原理161

几种典型热成像装置的介绍165

第一代热成像装置165

第二代热成像装置170

热成像系统的性能评价178

描述系统温度灵敏度的参数及测试方法179

描述系统空间分辨力的参数及其测试方法180

描述系统传递特性的参数和测试方法182

其他参数182

野外条件下性能评价183

战术技术指标184

热成像技术的应用186

军事应用187

民用187

展望189

参考文献189

第6章 可见光成像技术190

引言190

光电成像器件190

照相胶片191

真空摄像管191

固态成像器件192

CCD成像技术193

概述193

CCD结构及其工作原理193

CCD的分类197

CCD的性能参数199

CCD的应用201

CMOS成像技术208

概述208

CMOS结构及其工作原理209

CMOS图像传感器特性参数211

CMOS与CCD比较212

CMOS应用213

微光夜视技术213

直视微光夜视仪和微光像增强器214

微光电视与微光摄像器件216

微光夜视仪的应用218

展望219

参考文献220

第7章 紫外探测技术221

引言221

太阳的紫外辐射和大气传输特性222

太阳的紫外辐射和“日盲区”222

“日盲区”背景的紫外辐射特性223

近地表面的大气紫外线传输特性224

紫外探测器224

紫外探测器的类型224

光电发射紫外探测器225

半导体紫外探测器228

紫外探测技术在军事上的应用230

导弹的紫外告警230

紫外通信232

紫外／红外双色跟踪与制导233

展望233

参考文献234

第8章 多光谱成像技术235

引言235

物体的光谱特性236

电磁波236

物体的光谱特性236

电磁波在大气中的传播特性238

通过光谱识别物质239

多光谱成像仪240

概述240

成像分光技术241

常用的多光谱成像仪242

多光谱成像用的光电探测器249

多光谱成像仪的基本性能参数及其标定250

多光谱图像信息的处理251

概述251

图像处理252

图像判读253

多光谱成像技术的应用253

应用特点253

多光谱成像仪运载平台254

多光谱成像技术在军事方面的应用254

多光谱成像技术在其他方面的应用255

展望256

参考文献257

第9章 光电侦察监视与预警技术258

引言258

光电侦察监视技术259

光电侦察监视技术的优点259

常用的光电侦察监视传感器261

侦察监视平台与典型的系统配置272

从侦察监视到火控281

光电预警技术284

预警与告警284

美国国家导弹防御与战区导弹防御285

居高临下的光电预警卫星285

展望289

参考文献290

第10章 光电制导技术291

引言291

发展特点291

发展概况292

光电制导技术分类和基本概念293

遥控制导293

地图匹配制导294

寻的制导295

激光制导技术296

系统构成296

半主动激光寻的制导原理和构成297

激光驾束制导原理和构成299

传输指令制导原理和构成300

激光制导技术在武器系统中的应用301

红外寻的制导技术304

红外点源导引头寻的制导技术305

红外点源导引头在武器中应用实例307

红外成像寻的制导技术311

展望315

红外成像寻的制导技术315

激光成像雷达寻的制导技术315

复合寻的制导技术315

智能化寻的制导技术315

参考文献316

第11章 光电火控技术317

引言317

发展简史317

光电火控系统的功能和性能特点317

光电火控系统分类318

按光电探测系统分类318

按火控系统功能分类319

按武器配套分类319

光电火控系统组成及工作原理320

系统组成320

系统工作原理321

光电成像跟踪系统322

成像跟踪原理322

热像仪的作用距离323

火控热像仪实例325

可见光电视自动跟踪器326

目标自动跟踪技术326

目标自动跟踪基本原理326

动态多目标自动跟踪技术329

激光测距机和自动跟踪器331

激光测距机331

激光光斑跟踪器332

跟踪平台及光电火控系统实例334

跟踪平台的组成334

随动系统自动调节（或跟踪）原理334

数字随动系统组成及原理335

精度335

火控系统性能实例336

展望336

参考文献336

第12章 光纤技术337

引言337

光纤和光缆338

光纤传光原理338

光纤性能与分类341

光缆的结构和性能346

光无源器件348

光纤连接器与分路器348

光隔离器与波分复用器350

光开关与光衰减器351

光纤偏振态控制器与保偏光纤352

光纤光栅353

光纤放大器与光纤激光器354

光纤放大器354

光纤激光器355

光纤的应用357

光纤传感器357

光纤图像传输367

光纤用于信息处理369

光纤用于能量传输373

展望374

光纤技术发展趋势374

光纤应用开发及其未来前景375

参考文献376

第13章 平板显示器技术377

引言377

液晶显示378

液晶的基本知识379

扭曲向列型液晶显示380

超扭曲向列型液晶显示384

有源矩阵液晶显示386

液晶显示应用和前景392

等离子体显示393

气体放电基本知识394

单色PDP395

彩色PDP396

等离子体显示应用和前景400

电致发光显示400

交流薄膜电致发光显示401

交流厚膜薄膜混合型电致发光显示402

交流粉末电致发光显示404

电致发光显示应用和前景404

有机电致发光显示404

OLED的基本知识405

小分子OLED406

高分子有机电致发光显示407

有机电致发光显示应用和前景408

场致发射显示408

场致发射显示基本知识408

场致发射阴极409

场致发射显示器件结构410

投影显示与微型显示器412

基本知识412

液晶光阀413

数字微镜器件415

硅基有机发光二极管415

微型显示的应用和前景416

其他平板显示417

真空荧光显示417

电致变色显示418

电泳显示418

展望419

参考文献420

第14章 光存储技术421

引言421

光盘存储的基本原理和分类422

光盘读写原理422

光存储的主要特点423

主要的光盘类型423

高密度光存储425

高密度光存储的发展方向425

超分辨力存储技术425

多维光存储426

光盘驱动器的基本结构428

光盘驱动器的主要技术单元428

激光器428

光学系统与光学头429

机械系统和伺服控制430

数据通道430

存储介质431

光盘存储器与网络存储技术432

光盘集成存储设备432

网络存储技术433

网络化光盘库434

光盘的数据存储与信息记录应用435

海量数据存储和数据中心435

高速光盘数据记录437

阵列式光盘高速数据记录系统439

展望440

参考文献441

第15章 集成光路和光电子集成技术442

引言442

集成光学器件及其应用443

平面光波导传光原理443

平面光波导的性能与分析444

无源光波导器件447

集成光学调制器与光开关451

波导光栅器件与光逻辑器件453

集成光学器件的应用456

光电子集成器件及其应用459

光电子集成器件的特点459

单片集成的光发射机与接收机461

光电子集成器件在光纤系统中的应用463

展望463

缩略语465