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第1章 科学研究的实践与探索1

1.1科学研究方法的重要意义1

1.2科学研究的准备工作2

1.2.1科学的学习2

1.2.2学会阅读科学文献5

1.2.3建立创新的思维方法7

1.3正确的科学研究方法8

1.3.1科学研究工作的开始8

1.3.2充分发挥丰富的想象力9

1.3.3观察与推理的重要性11

1.3.4科学实验是研究工作的重要手段15

1.3.5扩大知识覆盖面是科学研究的重要方法之一16

1.3.6学哲学有助于科学研究17

1.4做一名优秀的科学家18

1.4.1科学研究工作要求的品格18

1.4.2树立正确的学风和科学研究的道德观19

1.4.3科技学术论文写作和宣读20

1.4.4积极参加学术交流活动24

1.5本章小结25

参考文献25

第2章 光电系统总体技术26

2.1光电总体技术概论26

2.1.1光电系统总体概念及主要研究内容26

2.1.2光电系统总体设计准则26

2.1.3光电系统总体设计的基本工作方法28

2.1.4光电系统总体技术未来的发展趋势29

2.2舰载光电系统30

2.2.1概述30

2.2.2舰载光电系统的特点32

2.2.3典型舰载光电系统介绍39

2.3机载光电系统43

2.3.1概述43

2.3.2机载光电系统分类及其特点49

2.3.3典型机载光电系统介绍51

2.4车载光电系统52

2.4.1概述52

2.4.2车载光电系统分类及其特点55

2.4.3典型车载光电系统介绍57

2.4.4车载光电系统关键技术62

2.5单兵光电系统63

2.5.1概述63

2.5.2单兵光电系统分类及其特点66

2.5.3典型单兵光电系统介绍69

2.5.4单兵光电系统关键技术79

2.6无人平台系统80

2.6.1概述80

2.6.2无人平台系统分类及其特点85

2.6.3典型无人平台系统介绍88

2.6.4无人平台系统关键技术94

2.7本章小结96

参考文献96

第3章 光学设计及光学薄膜技术97

3.1概述97

3.1.1光学设计技术的研究内容97

3.1.2光学设计技术的发展现状及趋势98

3.2光学设计技术理论基础100

3.2.1几何光学概述100

3.2.2光学系统成像的几何理论102

3.2.3像差理论及其应用106

3.3光学薄膜技术114

3.3.1光学薄膜概述114

3.3.2几种典型的光学薄膜115

3.3.3真空镀膜机117

3.3.4光学薄膜的检测技术118

3.3.5光学薄膜的发展趋势119

3.4几种典型的光学系统120

3.4.1微光夜视光学系统120

3.4.2红外光学系统122

3.4.3观瞄及火控综合光学系统124

3.5二元光学技术简介126

3.6本章小结129

参考文献129

第4章 红外技术132

4.1概述132

4.1.1红外前视装置的由来132

4.1.2红外前视装置的特点133

4.1.3红外前视装置的应用133

4.2红外辐射134

4.2.1红外辐射和红外辐射源134

4.2.2辐射亮度和理想朗伯体辐射计算135

4.2.3波段辐射量和光谱辐射量137

4.2.4点源和面源137

4.2.5飞机的辐射特性140

4.2.6导弹的辐射特性141

4.2.7舰船的辐射特性141

4.2.8目标与背景的温差142

4.2.9背景的辐射特性142

4.3红外辐射在大气中的传输143

4.3.1大气传输过程143

4.3.2大气吸收144

4.3.3大气散射144

4.3.4辐射大气传输的计算145

4.3.5 LOWTRAN软件简介147

4.4红外探测器151

4.4.1热探测器152

4.4.2光电探测器153

4.4.3探测器性能参数162

4.4.4探测器特征参数166

4.4.5极限探测率（背景限探测器）167

4.5制冷技术167

4.6红外前视系统成像原理169

4.6.1会聚光学系统169

4.6.2光机扫描方式169

4.7系统参数计算172

4.7.1噪声等效温差172

4.7.2最小可分辨温差172

4.7.3噪声等效发射率差172

4.7.4最小可探测温差173

4.8案例分析173

4.9本章小结177

参考文献177

第5章 激光技术178

5.1概述178

5.2激光技术基础知识179

5.2.1激光的产生179

5.2.2激光器的组成181

5.2.3激光的基本特性183

5.2.4描述激光特性的基本参数184

5.3激光单元技术186

5.3.1放大技术186

5.3.2调Q技术188

5.3.3锁模技术191

5.3.4选模技术193

5.3.5调制技术195

5.3.6激光大气和水下传输196

5.3.7光学非线性波长变换技术198

5.4常用激光器件202

5.4.1固体激光器202

5.4.2气体激光器210

5.4.3半导体激光器211

5.4.4光纤激光器213

5.4.5可调谐激光器215

5.4.6其他激光器215

5.5激光技术在军事上的典型应用217

5.5.1激光测距217

5.5.2激光制导220

5.5.3激光武器224

5.6本章小结228

参考文献228

第6章 微光夜视技术229

6.1概述229

6.1.1微光夜视技术的内涵、工作原理及功能特点229

6.1.2微光夜视技术在军事上的重要作用229

6.2微光夜视技术理论基础231

6.2.1微光成像器件231

6.2.2微光成像系统235

6.2.3微光成像系统总体性能评价238

6.3双近贴聚焦像增强器极限性能估算252

6.3.1 WII极限灵敏度估算252

6.3.2 WII极限分辨力估算252

6.3.3 WII极限信噪比估算253

6.4微光夜视技术发展动态和当前水平253

6.4.1微光装备发展的技术思路及各代特征253

6.4.2以NEA-GaAs光阴极为主要特色的三代／四代微光技术的发展动态254

6.4.3超二代微光夜视技术发展动态255

6.4.4光阴极光谱响应不断拓宽255

6.4.5像管结构设计和制造技术的最新发展256

6.4.6国内外微光器件的产业化现状256

6.4.7国外先进微光夜视系统技术的发展现状256

6.5本章小结258

参考文献258

第7章 光纤技术及其在军事中的应用259

7.1概述259

7.2光纤的导光原理、多模光纤及单模光纤259

7.2.1光纤的导光原理259

7.2.2多模光纤262

7.2.3单模光纤263

7.2.4光纤的主要特性265

7.3光源和光发射机272

7.3.1半导体发光二极管272

7.3.2半导体激光二极管276

7.3.3光发射机281

7.4光电二极管和光接收机284

7.4.1光电二极管的工作原理284

7.4.2光电二极管的特性285

7.4.3 PIN光电二极管287

7.4.4光电二极管的主要参数288

7.4.5光接收机288

7.5光纤传输系统常用的无源器件294

7.5.1光纤活动连接器295

7.5.2光纤旋转连接器295

7.5.3光分路器296

7.5.4光波分复用器296

7.5.5密集波分复用器297

7.5.6星形耦合器297

7.5.7光开关298

7.5.8其他常用的光无源器件298

7.6光纤传输系统299

7.6.1光纤传输系统的基本构成299

7.6.2光纤数据传输系统300

7.6.3光纤视频信号传输系统306

7.6.4光纤视频信号和数据信号混合传输系统310

7.6.5多路模拟信号调频—副载波复用光纤传输系统311

7.7光纤传输技术在军事中的应用312

7.7.1光纤制导战术导弹313

7.7.2光纤数据总线316

7.7.3光纤传输系统在水下兵器弹道外测系统中的应用317

7.7.4光纤传输系统在武器系统中的其他应用318

7.8光纤传输系统中的新技术简介318

7.8.1掺铒光纤放大器318

7.8.2外调制技术322

7.9本章小结324

参考文献325

第8章 图像工程与视频处理技术326

8.1概述326

8.1.1图像处理技术内涵326

8.1.2国内外研究现状327

8.2图像处理技术组成、分类与特点328

8.2.1图像工程基础328

8.2.2自动目标识别344

8.2.3视频跟踪346

8.2.4图像融合347

8.2.5电子稳像349

8.2.6图像拼接352

8.2.7图像压缩354

8.3图像工程与视频处理技术实际应用357

8.3.1图像视频跟踪器的原理与特点357

8.3.2视频跟踪器在军用光电系统中的应用358

8.4图像工程与视频处理技术最新发展359

8.4.1彩色图像目标跟踪359

8.4.2多目标跟踪360

8.4.3高帧频视频跟踪361

8.5本章小结362

参考文献362

第9章 光电稳定与跟踪技术364

9.1概述364

9.1.1光电稳定跟踪技术的地位及作用364

9.1.2光电稳定系统的分类与定义365

9.2光电稳定与跟踪系统基本组成及工作原理367

9.2.1稳瞄系统基本组成367

9.2.2工作原理368

9.3光电稳定与跟踪技术的主要特性参数373

9.3.1系统主要特性参数373

9.3.2光电传感器主要特性参数374

9.4影响稳定跟踪系统精度的制约因素375

9.4.1稳定精度制约因素分析375

9.4.2跟踪精度制约因素分析377

9.5光电稳定与跟踪系统的主要控制元件377

9.5.1陀螺仪378

9.5.2执行元件385

9.5.3旋转变压器387

9.6稳定跟踪伺服系统设计388

9.6.1伺服系统的基本技术要求389

9.6.2光电稳定跟踪伺服系统的特点390

9.6.3稳定跟踪伺服系统设计392

9.7光电稳定与跟踪系统技术展望395

9.8本章小结397

参考文献397

第10章 光电对抗398

10.1概述398

10.1.1光电技术战场威胁398

10.1.2光电对抗技术的兴起和发展399

10.2光电对抗技术400

10.2.1光电侦察告警技术400

10.2.2光电干扰技术405

10.2.3光电压制技术410

10.2.4光电致僵技术412

10.2.5激光定向能武器413

10.2.6光电隐身技术417

10.2.7光电敌我识别技术418

10.3光电对抗系统应用419

10.3.1光电侦察告警设备420

10.3.2光电干扰装备421

10.3.3光电压制装备422

10.3.4激光定向能武器系统423

10.3.5采用光电隐身技术的武器装备423

10.3.6光电敌我识别装备424

10.4光电对抗技术的发展趋势424

10.4.1光电对抗技术总体发展方向424

10.4.2光电对抗单项技术发展趋势425

10.5本章小结427

参考文献428

第11章 惯性技术及光纤陀螺技术429

11.1概述429

11.1.1惯性技术及应用429

11.1.2惯性技术基础知识433

11.2光纤陀螺技术437

11.2.1光纤陀螺的历史由来437

11.2.2光纤陀螺的原理及其特点438

11.2.3光纤陀螺构成及功能器件439

11.2.4光纤陀螺信号处理及检测445

11.2.5光纤陀螺的性能指标451

11.3捷联惯性导航技术451

11.3.1惯性导航的工作原理451

11.3.2捷联惯性导航系统构成453

11.3.3捷联惯性导航系统解算技术454

11.3.4组合导航系统解算技术455

11.3.5光纤陀螺捷联组合陆地导航系统456

11.3.6倾斜修正光纤陀螺寻北仪458

11.3.7小型化MEMS/光纤陀螺捷联航姿测量系统458

11.4惯性技术的发展趋势459

11.4.1惯性器件技术459

11.4.2组合导航技术461

11.5本章小结465

参考文献465

第12章 操控技术466

12.1概述466

12.1.1计算机在系统操控上的应用与功能466

12.1.2计算机操控系统的设计原则467

12.1.3操控计算机的分类467

12.1.4操控计算机的选型470

12.1.5操控计算机系统的抗干扰措施471

12.1.6操控计算机操作系统472

12.1.7操控系统数据总线和通信网络简介473

12.1.8应用软件的设计与实现480

12.1.9人机界面设计481

12.2典型光电装备操控系统的组成482

12.2.1操控计算机483

12.2.2通信控制板484

12.2.3数据采集板485

12.2.4 I/O扩展板485

12.2.5全加固以太网通信卡487

12.2.6串行接口扩展板489

12.2.7加固型液晶显示器489

12.2.8操作系统和软件490

12.2.9操控流程491

12.2.10系统自检491

12.3本章小结492

参考文献492

第13章 目标光学特性与建模仿真评估技术493

13.1目标光学特性概述493

13.2光辐射的基本量494

13.2.1大气窗口495

13.2.2辐射参数及定律495

13.2.3本征辐射参数497

13.2.4探测距离的影响498

13.2.5目标／背景对比度499

13.3目标光学特性测试技术500

13.3.1点目标501

13.3.2面目标501

13.3.3红外辐照对比度502

13.3.4红外伪装特性研究502

13.4测试设备、校准与测试方法503

13.4.1测试仪器及原理简介503

13.4.2测试原理505

13.4.3测试研究的一般原则507

13.5目标光学特性分析方法507

13.5.1面积加权△T508

13.5.2昼夜变化508

13.5.3动态目标辐射特性511

13.5.4目标特性建模512

13.5.5热力学512

13.5.6结论513

13.6典型目标／背景辐射特性测试结果514

13.6.1地物热目标源辐射特性测试结果514

13.6.2军用车辆温度分布图像516

13.6.3强光弹闪光辐射特性516

13.6.4不同太阳夹角的天空背景光谱辐射出射度517

13.6.5红外诱饵弹辐射特性518

13.6.6飞机辐射强度测试结果518

13.7光电系统建模仿真评估技术522

13.7.1系统仿真概述522

13.7.2光电系统理论建模性能评估技术530

13.7.3综合光电半实物仿真系统构成537

13.7.4三维动态场景计算机生成技术540

13.7.5动态仿真场景投射新技术研究546

13.7.6光电系统半实物仿真测试与评估实例553

13.8场景仿真显示技术557

13.8.1球幕多光谱场景仿真技术557

13.8.2硅基液晶显示新技术559

13.8.3有机发光二极管显示技术562

13.9本章小结565

参考文献565

第14章 光学计量技术566

14.1概述566

14.1.1计量学的研究对象566

14.1.2计量学主要名词术语567

14.1.3误差与测量不确定度568

14.1.4计量标准的建立与量值传递571

14.1.5光学计量的研究范畴与光学计量分专业573

14.1.6光学计量技术的现状与发展趋势575

14.2光度学计量577

14.2.1光度学主要参数577

14.2.2发光强度标准装置578

14.2.3光亮度标准装置578

14.2.4光照度标准装置579

14.2.5总光通量标准装置580

14.3光辐射计量580

14.3.1光辐射计量的基本物理量580

14.3.2实现光辐射绝对测量的主要途径581

14.3.3光谱辐亮度和辐照度标准586

14.3.4黑体辐射源标准装置589

14.4激光参数计量591

14.4.1激光计量的基本参数591

14.4.2激光功率标准592

14.4.3激光能量标准593

14.4.4脉冲激光峰值功率标准595

14.5.光谱光度计量596

14.5.1光谱光度计量基本概念596

14.5.2光谱反射比标准597

14.5.3光谱透射比标准598

14.6成像光学与光学材料计量599

14.6.1光学传递函数标准装置599

14.6.2光学元件波像差标准装置603

14.6.3光学材料折射率计量标准605

14.7微光夜视计量606

14.7.1微光像增强器参数计量607

14.7.2微光夜视仪参数计量608

14.8本章小结609

参考文献609

第15章 军用光电系统检测技术610

15.1概述610

15.2激光参数检测610

15.2.1激光器参数测量610

15.2.2激光器功率能量测试610

15.2.3高能激光功率与能量测量技术612

15.2.4激光空域特性测量技术613

15.2.5强激光空域特性测量技术616

15.2.6激光时域特性测试618

15.3激光测距机参数检测624

15.3.1最大测程检测624

15.3.2最小测程检测626

15.3.3测距准确度检测627

15.4红外热像仪检测627

15.4.1红外热像仪综合参数测量装置628

15.4.2红外热像仪参数测量630

15.5微光夜视仪检测635

15.5.1微光夜视仪的视场测量635

15.5.2微光夜视仪的视放大率测量637

15.5.3微光夜视仪的相对畸变测量638

15.5.4微光夜视仪的分辨力测量638

15.5.5微光夜视仪的亮度增益测量640

15.5.6微光夜视镜参数测量641

15.6光电产品其他参数测量的几种装置643

15.6.1天顶仪644

15.6.2反射式平行光管645

15.6.3稳定特度测试装置646

15.7本章小结647

参考文献648