- 科学出版社
- 9787030850225
- 1版
- 2026-08
作者简介
内容简介
本书旨在系统介绍军用光电技术和系统的核心知识。全书共7章：第1章介绍光辐射的本性、光波段及其军事价值、军用光电系统、现代战场的光电威胁：第2～6章以目标光辐射在军用光电系统中的来龙去脉为主线，依次介绍目标光辐射特性、激光的产生与调控，以及光辐射大气传输、接收和变换、探测等环节涉及的基本概念和基础理论：第7章介绍典型军用光电观瞄侦察系统和光电制导系统。
本书注重基础理论与军事应用的有效衔接、专业深度与通识广度的科学平衡，以及前沿新理论、新技术的及时纳入。
本书注重基础理论与军事应用的有效衔接、专业深度与通识广度的科学平衡，以及前沿新理论、新技术的及时纳入。
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 光辐射的本性 1
1.1.1 波粒二象性 1
1.1.2 波动性 2
1.1.3 粒子性 3
1.2 光波段及其军事价值 4
1.3 军用光电系统概述 5
1.3.1 基本构成及工作流程 6
1.3.2 种类 7
1.3.3 性能和特点 8
1.4 现代战场的光电威胁环境 10
1.4.1 光电侦察威胁 10
1.4.2 光电精确打击威胁 12
1.4.3 反导预警威胁 14
1.4.4 光电对抗威胁 14
1.5 本书内容设计 14
习题 15
第2章 目标光辐射特性 16
2.1 光辐射度量 16
2.1.1 全辐射度量 16
2.1.2 光谱辐射度量 22
2.1.3 光度量 22
2.2 光辐射规律及度量计算 24
2.2.1 朗伯辐射源的辐射特性 24
2.2.2 朗伯辐射源的辐射度量 26
2.2.3 被照面的辐射照度 29
2.3 目标热辐射理论 31
2.3.1 热辐射基本定律 31
2.3.2 黑体辐射简易计算 33
2.3.3 实际物体的热辐射 35
2.4 目标与背景光辐射特征 37
2.4.1 目标固有的光学特征 37
2.4.2 背景光辐射特性 39
2.4.3 典型军事目标光辐射特性 43
习题 48
第3章 激光的产生与调控 50
3.1 激光的特点与激光器概述 50
3.1.1 激光的特点 50
3.1.2 激光器概述 52
3.2 激光产生机理 54
3.2.1 光与物质相互作用 54
3.2.2 受激辐射光放大 57
3.3 激光束特性及调控 61
3.3.1 激光模式及选择 61
3.3.2 高斯光束及性质 66
3.3.3 调Q技术 69
3.4 典型激光器 73
3.4.1 激光器的主要性能指标 73
3.4.2 固体激光器 75
3.4.3 气体激光器 77
3.4.4 半导体激光器 81
3.4.5 光纤激光器 83
习题 87
第4章 光辐射大气传输 89
4.1 光辐射传输衰减规律 89
4.1.1 吸收定律 89
4.1.2 朗伯定律 90
4.1.3 朗伯？比尔定律 91
4.2 大气吸收和散射 91
4.2.1 地球大气概述 91
4.2.2 大气的吸收 95
4.2.3 大气的散射 100
4.3 大气透过率计算 104
4.3.1 平均大气透过率 104
4.3.2 大气辐射传输计算软件 107
4.4 激光传输的大气效应 108
4.4.1 大气湍流效应 108
4.4.2 大气热晕效应 109
4.4.3 大气效应对激光的影响 110
4.4.4 激光大气传输计算方法 111
习题 112
第5章 光辐射接收和变换 113
5.1 理想光学系统 113
5.1.1 基本概念 113
5.1.2 物像位置与大小 115
5.2 典型光学元件 117
5.2.1 透镜 117
5.2.2 反射元件 121
5.2.3 棱镜 124
5.3 光束控制和成像质量 126
5.3.1 视场光阑与视场 127
5.3.2 孔径光阑与入瞳和出瞳 128
5.3.3 像面照度和分辨率 129
5.3.4 像差 132
5.4 典型光学系统 134
5.4.1 望远光学系统 134
5.4.2 红外光学系统 138
习题 141
第6章 光辐射探测 142
6.1 光辐射探测的物理效应 142
6.1.1 光电效应 142
6.1.2 低维材料的量子效应 147
6.1.3 热电效应 150
6.2 光电探测器的性能参数 153
6.2.1 噪声特性 153
6.2.2 光辐射响应特性 157
6.3 典型光辐射探测器 159
6.3.1 光电倍增管 159
6.3.2 光敏电阻 160
6.3.3 光电二极管 161
6.3.4 热释电探测器 165
6.3.5 光辐射探测器选用原则 166
6.4 光电成像器件 167
6.4.1 真空像管 167
6.4.2 CCD成像器件 170
6.4.3 CMOS成像器件 177
6.5 光电探测方式 177
6.5.1 直接探测 177
6.5.2 光外差探测 178
6.6 作战场景下目标光辐射探测 181
6.6.1 对一般目标的光辐射探测 181
6.6.2 对激光辐射源的探测 182
6.6.3 对散射光的探测 183
6.6.4 对漫反射激光的探测 183
习题 184
第7章 典型军用光电系统原理 186
7.1 红外热成像系统 186
7.1.1 基本构成和原理 186
7.1.2 典型红外热成像系统 189
7.1.3 温度分辨率 195
7.2 光谱成像系统 197
7.2.1 光谱成像概述 197
7.2.2 多光谱成像 200
7.2.3 高光谱成像 202
7.3 脉冲激光测距机 207
7.3.1 激光测距概述 207
7.3.2 脉冲激光测距机的构成及工作流程 208
7.3.3 计数测距原理和精度 210
7.3.4 最大测距及影响因素 211
7.4 红外点源制导系统 214
7.4.1 系统组成和工作原理 214
7.4.2 红外点源导引头扫描方式 216
7.4.3 红外点源制导距离方程 218
7.5 红外成像制导系统 219
7.5.1 系统组成和工作原理 219
7.5.2 红外图像预处理 220
7.5.3 红外目标识别 223
7.5.4 红外目标跟踪 224
7.5.5 红外成像制导技术的发展 226
7.6 激光半主动制导系统 227
7.6.1 系统组成及工作原理 228
7.6.2 激光编码与解码 230
7.6.3 目标位置信息获取 232
7.6.4 技术局限与发展 234
习题 235
参考文献 237
第1章 绪论 1
1.1 光辐射的本性 1
1.1.1 波粒二象性 1
1.1.2 波动性 2
1.1.3 粒子性 3
1.2 光波段及其军事价值 4
1.3 军用光电系统概述 5
1.3.1 基本构成及工作流程 6
1.3.2 种类 7
1.3.3 性能和特点 8
1.4 现代战场的光电威胁环境 10
1.4.1 光电侦察威胁 10
1.4.2 光电精确打击威胁 12
1.4.3 反导预警威胁 14
1.4.4 光电对抗威胁 14
1.5 本书内容设计 14
习题 15
第2章 目标光辐射特性 16
2.1 光辐射度量 16
2.1.1 全辐射度量 16
2.1.2 光谱辐射度量 22
2.1.3 光度量 22
2.2 光辐射规律及度量计算 24
2.2.1 朗伯辐射源的辐射特性 24
2.2.2 朗伯辐射源的辐射度量 26
2.2.3 被照面的辐射照度 29
2.3 目标热辐射理论 31
2.3.1 热辐射基本定律 31
2.3.2 黑体辐射简易计算 33
2.3.3 实际物体的热辐射 35
2.4 目标与背景光辐射特征 37
2.4.1 目标固有的光学特征 37
2.4.2 背景光辐射特性 39
2.4.3 典型军事目标光辐射特性 43
习题 48
第3章 激光的产生与调控 50
3.1 激光的特点与激光器概述 50
3.1.1 激光的特点 50
3.1.2 激光器概述 52
3.2 激光产生机理 54
3.2.1 光与物质相互作用 54
3.2.2 受激辐射光放大 57
3.3 激光束特性及调控 61
3.3.1 激光模式及选择 61
3.3.2 高斯光束及性质 66
3.3.3 调Q技术 69
3.4 典型激光器 73
3.4.1 激光器的主要性能指标 73
3.4.2 固体激光器 75
3.4.3 气体激光器 77
3.4.4 半导体激光器 81
3.4.5 光纤激光器 83
习题 87
第4章 光辐射大气传输 89
4.1 光辐射传输衰减规律 89
4.1.1 吸收定律 89
4.1.2 朗伯定律 90
4.1.3 朗伯？比尔定律 91
4.2 大气吸收和散射 91
4.2.1 地球大气概述 91
4.2.2 大气的吸收 95
4.2.3 大气的散射 100
4.3 大气透过率计算 104
4.3.1 平均大气透过率 104
4.3.2 大气辐射传输计算软件 107
4.4 激光传输的大气效应 108
4.4.1 大气湍流效应 108
4.4.2 大气热晕效应 109
4.4.3 大气效应对激光的影响 110
4.4.4 激光大气传输计算方法 111
习题 112
第5章 光辐射接收和变换 113
5.1 理想光学系统 113
5.1.1 基本概念 113
5.1.2 物像位置与大小 115
5.2 典型光学元件 117
5.2.1 透镜 117
5.2.2 反射元件 121
5.2.3 棱镜 124
5.3 光束控制和成像质量 126
5.3.1 视场光阑与视场 127
5.3.2 孔径光阑与入瞳和出瞳 128
5.3.3 像面照度和分辨率 129
5.3.4 像差 132
5.4 典型光学系统 134
5.4.1 望远光学系统 134
5.4.2 红外光学系统 138
习题 141
第6章 光辐射探测 142
6.1 光辐射探测的物理效应 142
6.1.1 光电效应 142
6.1.2 低维材料的量子效应 147
6.1.3 热电效应 150
6.2 光电探测器的性能参数 153
6.2.1 噪声特性 153
6.2.2 光辐射响应特性 157
6.3 典型光辐射探测器 159
6.3.1 光电倍增管 159
6.3.2 光敏电阻 160
6.3.3 光电二极管 161
6.3.4 热释电探测器 165
6.3.5 光辐射探测器选用原则 166
6.4 光电成像器件 167
6.4.1 真空像管 167
6.4.2 CCD成像器件 170
6.4.3 CMOS成像器件 177
6.5 光电探测方式 177
6.5.1 直接探测 177
6.5.2 光外差探测 178
6.6 作战场景下目标光辐射探测 181
6.6.1 对一般目标的光辐射探测 181
6.6.2 对激光辐射源的探测 182
6.6.3 对散射光的探测 183
6.6.4 对漫反射激光的探测 183
习题 184
第7章 典型军用光电系统原理 186
7.1 红外热成像系统 186
7.1.1 基本构成和原理 186
7.1.2 典型红外热成像系统 189
7.1.3 温度分辨率 195
7.2 光谱成像系统 197
7.2.1 光谱成像概述 197
7.2.2 多光谱成像 200
7.2.3 高光谱成像 202
7.3 脉冲激光测距机 207
7.3.1 激光测距概述 207
7.3.2 脉冲激光测距机的构成及工作流程 208
7.3.3 计数测距原理和精度 210
7.3.4 最大测距及影响因素 211
7.4 红外点源制导系统 214
7.4.1 系统组成和工作原理 214
7.4.2 红外点源导引头扫描方式 216
7.4.3 红外点源制导距离方程 218
7.5 红外成像制导系统 219
7.5.1 系统组成和工作原理 219
7.5.2 红外图像预处理 220
7.5.3 红外目标识别 223
7.5.4 红外目标跟踪 224
7.5.5 红外成像制导技术的发展 226
7.6 激光半主动制导系统 227
7.6.1 系统组成及工作原理 228
7.6.2 激光编码与解码 230
7.6.3 目标位置信息获取 232
7.6.4 技术局限与发展 234
习题 235
参考文献 237
