现代光电子成像技术概论 第2版【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

现代光电子成像技术概论 第2版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 光电子成像技术的意义和作用1

1.1.1 神奇的人眼视觉及其局限性1

1.1.2 光电子成像系统的物理功能及技术特点1

1.1.3 光电子成像系统的构成、工作原理及工作模式2

1.1.4 光电子成像器件和显示器件的一般原理3

1.2 光电子成像技术基本科学问题探讨4

1.2.1 “成像”一词的来源4

1.2.2 现代光电子成像技术的数理含义5

1.2.3 现代光电子成像技术基本科学问题诠释7

1.3 本书的编写思路和技术特点10

第2章 辐射源、目标及大气特性12

2.1 引言12

2.2 辐射源电磁波谱12

2.3 辐射源特性及其度量13

2.3.1 辐射源特性13

2.3.2 辐射度量14

2.4 辐射源分类15

2.5 绝对黑体及其基本定律16

2.5.1 绝对黑体与灰体16

2.5.2 黑体辐射基本定律17

2.6 常见的辐射源18

2.7 激光器原理及其应用20

2.7.1 激光器的工作原理20

2.7.2 激光器的技术特点21

2.7.3 激光器在光电子成像技术中的应用22

2.8 辐射能在大气中的传播22

2.8.1 辐射能在大气中传播的一般规律23

2.8.2 水平能见度和消光指数24

2.9 典型目标的辐射和反射特性26

2.9.1 典型目标的辐射特性27

2.9.2 典型目标的反射特性27

2.9.3 水下光学吸收（透射）特性28

2.10 微波与太赫兹波辐射源29

第3章 固体光电子成像器件30

3.1 引言30

3.2 固体光电子成像器件的分类及性能31

3.2.1 固体光电子成像器件的分类31

3.2.2 固体光电子成像器件的性能参数33

3.3 红外探测成像器件34

3.3.1 概述34

3.3.2 红外成像器件的原理结构36

3.4 CCD、CMOS成像器件系列45

3.4.1 概述45

3.4.2 CCD典型结构和工作原理46

3.4.3 CMOS成像器件的典型结构和工作原理48

3.4.4 EMCCD典型结构和工作原理49

3.4.5 ICCD典型结构和工作原理50

3.4.6 EBCCD典型结构和工作原理50

3.5 短波辐射固体成像器件52

3.5.1 概述52

3.5.2 固体紫外（日盲）探测成像器件52

3.5.3 固体X线探测成像器件52

3.5.4 固体γ线探测成像器件54

3.5.5 EB-MAMA多阳极阵列探测成像器件55

第4章 真空光电子成像器件56

4.1 引言56

4.2 真空光电子成像器件技术发展动态57

4.3 真空光电子成像功能部件物理基础58

4.3.1 半导体外光电效应和光阴极58

4.3.2 光电倍增管和微通道板电子倍增原理60

4.3.3 光纤光学成像元件62

4.3.4 电致发光显示器件——荧光屏63

4.3.5 电子光学透镜成像原理64

4.4 真空光电子成像器件的原理、功能和结构66

4.4.1 真空光电子成像器件的工作原理66

4.4.2 真空光电子成像器件的功能67

4.4.3 真空光电子成像器件的典型结构67

4.5 真空光电子成像器件的特性参数70

4.5.1 真空光电子成像器件的特性参数分类70

4.5.2 真空光电子成像器件的主要特性参数71

4.6 双近贴聚焦像增强器（WII）极限性能估算73

4.6.1 WII极限灵敏度估算73

4.6.2 WII极限分辨率估算74

4.6.3 WII极限信噪比估算74

第5章 图像显示技术76

5.1 引言76

5.1.1 图像显示系统的组成及功能76

5.1.2 显示器技术的发展动态78

5.2 图像显示器的特性参数和性能评价79

5.2.1 图像显示器的特性参数79

5.2.2 图像显示器的性能评价80

5.3 液晶显示技术82

5.3.1 液晶显示器的基本工作原理82

5.3.2 微型液晶显示技术83

5.3.3 LCoS的工作原理84

5.3.4 LCoS的优点85

5.4 液晶光阀投影显示技术87

5.4.1 液晶光阀87

5.4.2 光寻址方式液晶光阀的用途88

5.4.3 大屏幕投影显示的应用系统88

5.5 立体显示技术89

5.5.1 高现场感显示与空间成像型显示器89

5.5.2 空间成像型显示方式的分类与问题90

5.6 数字式微反射镜显示（DMD）技术91

5.6.1 数字式微反射镜器件91

5.6.2 DMD光开关原理92

5.6.3 DMD数字化光处理器（DLP）92

5.6.4 数字化光处理的技术特征93

5.6.5 数字化光处理系统93

5.7 阴极射线管（CRT）显示技术94

5.7.1 CRT显示原理94

5.7.2 CRT的典型结构与工作原理95

5.8 等离子体显示（PDP）技术95

5.8.1 彩色PDP的结构及工作原理95

5.8.2 PDP显示器的应用和前景97

5.9 有机发光薄膜二极管显示（OLED）技术97

5.9.1 OLED的结构及工作原理97

5.9.2 OLED的优点98

5.9.3 OLED的应用及发展动态99

5.10 大屏幕显示技术100

5.10.1 球幕多光谱显示技术100

5.10.2 LED大屏幕显示技术101

第6章 光学成像系统和光学传递函数102

6.1 引言102

6.2 几何光学概述102

6.2.1 几何光学的有效性及其基本定律102

6.2.2 光学系统成像的几何光学理论104

6.2.3 理想光学系统及其物像关系104

6.2.4 平面镜棱镜系统的成像特点及其应用105

6.3 几何像差理论简介108

6.4 光学薄膜技术简介110

6.4.1 光学薄膜技术的功能特点及应用背景110

6.4.2 光学系统用的特种薄膜111

6.5 几种典型光学系统113

6.5.1 微光夜视光学系统113

6.5.2 红外光学系统115

6.6 光学传递函数（OTF）119

6.6.1 概述119

6.6.2 光学传递函数的原理119

6.6.3 光学传递函数的物理意义120

6.6.4 光学传递函数的计算121

6.7 光学成像技术的最新发展122

6.7.1 二元光学元件的工作原理和制作方法123

6.7.2 热像仪折衍射混合物镜光学系统126

6.7.3 环境温度补偿折衍混合红外光学系统126

6.7.4 数字化、网络化设备中的微光学元器件127

第7章 光电子成像系统总体性能评价和分析129

7.1 引言129

7.2 人眼的视觉特性130

7.2.1 神奇的人眼视觉及其局限性130

7.2.2 人眼视觉三要素131

7.2.3 人眼视觉光谱灵敏度分布132

7.2.4 人眼视觉对比灵敏度与景物亮度的关系132

7.3 系统能量链评价方法134

7.3.1 系统能量传递链134

7.3.2 系统能量传递链评价法135

7.4 PEI系统MTF传递链评价方法137

7.4.1 理论基础138

7.4.2 MTF（分辨率）传递链中几个物理参数间的关系139

7.4.3 PEI系统MTF（分辨率）传递链评价法141

7.5 PEI系统信噪比传递链评价方法143

7.5.1 理论依据143

7.5.2 光子数噪声限制下PEI系统极限视觉探测方程144

7.5.3 PEI系统信噪比传递链评价法146

7.6 PEI系统信息链评价法148

7.7 一种估算PEI系统目标捕获性能的简便方法148

7.7.1 影响PEI系统目标捕获性能的主要参数149

7.7.2 PEI系统目标捕获性能简便算法150

7.8 稳像稳瞄条件下PEI系统评价法举例152

第8章 微光夜视技术156

8.1 引言156

8.2 微光夜视技术的发展动态及趋势158

8.3 微光夜视光学系统159

8.3.1 微光物镜系统159

8.3.2 微光目镜和中继透镜160

8.3.3 夜视辅助照明光学系统161

8.4 像增强器用门控高压电源161

8.4.1 功能及要求161

8.4.2 像管门控电路框图和工作原理161

8.5 微光夜视系统总体设计和性能评价162

8.5.1 微光夜视系统常规参数的确定162

8.5.2 光子数受限条件下微光夜视系统的极限分辨能力164

8.5.3 微光夜视系统总体极限性能图解分析166

8.6 先进微光夜视技术点评168

8.6.1 第四代微光夜视图像质量168

8.6.2 远距离激光微光选通成像技术168

8.6.3 先进门控电源在夜视仪昼夜兼容工作中的作用169

8.6.4 100°×40°宽视场微光夜视眼镜169

8.6.5 微光／红外图像融合夜视系统169

8.6.6 微光图像实时处理技术170

8.6.7 微光夜视头盔网络化技术171

第9章 红外热成像技术173

9.1 引言173

9.2 红外成像技术的基本原理174

9.3 红外成像系统的特性参数175

9.3.1 红外光学机械系统的性能参数175

9.3.2 红外探测器的主要性能参数175

9.3.3 红外热像仪的总体性能参数176

9.4 红外成像系统的典型结构和技术特点178

9.4.1 光学机械扫描热像仪178

9.4.2 焦平面热像仪181

9.4.3 非制冷热像仪（UFPA）182

9.5 制导用红外成像系统的典型结构和技术特点183

9.5.1 成像跟踪制导系统的组成及工作原理184

9.5.2 红外成像跟踪制导系统的典型结构和技术特点184

9.6 热成像系统的总体性能评价186

9.6.1 热像仪目标辨识Johnson判则和作用距离186

9.6.2 热成像系统的视距及其评价方法概述187

9.6.3 热像仪视距“极限加折扣评价法”188

9.6.4 热像仪视距“基于MRTD评价法”190

9.6.5 热像仪对点源目标视距之估算194

第10章 激光成像技术197

10.1 引言197

10.2 激光雷达成像技术198

10.2.1 激光雷达成像系统的分类199

10.2.2 激光雷达成像系统的组成、基本原理及性能评价199

10.2.3 激光雷达成像系统性能评估203

10.3 机载激光雷达成像系统205

10.3.1 机载Lidar—IS的组成及功能207

10.3.2 机载Lidar—IS探雷系统（ALMDS）208

10.3.3 机载激光雷达快速灭雷系统（RAMCS）210

10.4 多波段条纹管激光成像技术212

10.4.1 条纹像管激光成像工作原理212

10.4.2 条纹像管多波段激光成像213

10.5 蓝绿激光／微光选通水下成像技术215

10.5.1 需求背景及工作原理215

10.5.2 水下激光／微光选通成像技术特点和总体性能评估216

10.5.3 水下激光／微光选通成像系统实验效果举例216

10.5.4 导弹制导用激光／面阵探测器选通成像系统217

10.6 激光全息三维成像技术218

10.6.1 技术内涵和特点218

10.6.2 应用领域219

10.6.3 激光全息成像原理说明220

10.7 激光显示与激光存储技术221

10.7.1 概述221

10.7.2 大屏幕激光投影仪工作原理223

10.7.3 微型激光投影机工作原理224

10.7.4 医用激光—荧光显示板224

10.7.5 激光照相机工作原理225

10.7.6 激光打印机工作原理225

10.7.7 DVD光盘的刻录与播放工作原理226

第11章 光电稳定与跟踪技术227

11.1 引言227

11.2 光电稳定跟踪技术的内涵及应用227

11.2.1 光电稳定跟踪技术的内涵227

11.2.2 光电稳定跟踪技术的应用229

11.3 光电稳定跟踪系统的基本组成与工作原理230

11.3.1 稳瞄系统基本组成230

11.3.2 瞄准线稳定原理231

11.3.3 反射镜稳定原理232

11.3.4 平台整体稳定原理234

11.3.5 组合稳定原理236

11.4 光电稳定跟踪系统的主要特性参数237

11.4.1 主要系统特性参数237

11.4.2 光电传感器主要特性参数238

11.5 影响稳定跟踪系统精度的制约因素238

11.5.1 稳定精度制约因素分析239

11.5.2 跟踪精度制约因素分析241

11.6 光电稳定跟踪系统的核心控制元件——陀螺仪242

11.6.1 陀螺仪的发展与分类242

11.6.2 陀螺仪的基本特性243

11.6.3 二自由度陀螺仪的技术方程与传递函数244

11.6.4 几种常用陀螺仪简介246

11.6.5 陀螺仪的选取249

11.7 稳定跟踪伺服系统设计250

11.7.1 稳定跟踪伺服系统的基本技术要求250

11.7.2 稳定跟踪伺服系统的特点252

11.7.3 稳定跟踪伺服系统设计253

11.8 光电稳定与跟踪系统实例简介257

11.9 光电稳定跟踪系统技术展望258

第12章 遥感光电子成像技术260

12.1 引言260

12.2 遥感成像技术的发展动态和趋势261

12.2.1 遥感技术发展历史回顾261

12.2.2 遥感成像技术的发展趋势263

12.3 遥感成像技术的分类、工作原理及特性参数264

12.3.1 遥感光电子成像技术的分类264

12.3.2 遥感成像系统的工作原理265

12.3.3 遥感成像系统的特性参数266

12.4 摄影型遥感成像技术267

12.4.1 功能及特点267

12.4.2 典型结构及工作模式268

12.5 CCD及ICCD遥感成像技术269

12.5.1 功能及特点269

12.5.2 扫描式CCD可见光遥感成像系统270

12.5.3 星载／机载紫外日盲光阴极ICCD导弹告警系统271

12.5.4 机载蓝绿激光／微光ICCD选通成像探雷探潜系统272

12.5.5 深空γ线遥感探测成像系统273

12.6 红外遥感成像及成像光谱技术274

12.6.1 功能及特点274

12.6.2 传统红外遥感成像技术275

12.6.3 遥感成像光谱技术276

12.6.4 遥感三维成像技术278

12.7 微波遥感成像技术279

12.7.1 功能及特点279

12.7.2 微波在介质中的传输属性280

12.7.3 微波真实孔径雷达成像283

12.7.4 微波合成孔径雷达成像286

12.8 太赫兹遥感成像技术290

12.8.1 功能及特点290

12.8.2 常用电磁波的产生、发射和接收290

12.8.3 THz波辐射源291

12.8.3 THz波探测器292

12.8.4 THz成像系统原理293

12.8.5 THz波成像技术应用举例295

第13章 光电成像系统建模仿真评估技术298

13.1 引言298

13.2 系统建模仿真技术298

13.2.1 系统的概念、建模及其分类298

13.2.2 系统仿真的一般过程与步骤302

13.2.3 系统建模仿真技术的应用及其最新发展动态303

13.3 光电系统理论建模性能评估技术306

13.3.1 光电系统理论建模性能评估流程306

13.3.2 Johnson准则308

13.3.3 MRTD和MRC309

13.3.4 捕获概率311

13.3.5 目标搜索312

13.4 综合光电成像半实物仿真系统313

13.5 三维动态场景计算机生成技术314

13.5.1 动态红外仿真系统软件314

13.5.2 系统模块功能315

13.6 仿真模块功能的实现316

13.6.1 仿真软件响应实时性处理技术316

13.6.2 仿真模块316

13.6.3 场景发生模块的创建318

13.7 动态仿真场景投射新技术320

13.7.1 概述320

13.7.2 动态红外场景生成新技术322

13.7.3 动态红外场景投射器实例324

第14章 光子计数成像技术328

14.1 引言328

14.2 光子计数成像技术发展动态329

14.3 MCP微光管中的噪声源及其脉冲高度分布330

14.3.1 MCP微光管的噪声源331

14.3.2 MCP微光管中噪声的抑制332

14.3.3 MCP微光管的脉冲高度分布（PHD）333

14.4 光子计数成像系统工作原理334

14.4.1 多光子和单光子脉冲高度分布（PHD）334

14.4.2 光子计数成像系统工作原理336

14.4.3 光子计数成像系统信噪比特性的进一步提高336

14.5 光子计数成像系统特性参数338

14.5.1 特性参数分类338

14.5.2 特性参数定义338

14.6 光子计数成像系统（PCIS）总体性能分析340

14.6.1 PCIS总体性能要求340

14.6.2 PCIS总体性能评价分析341

14.7 光子计数成像系统应用举例343

14.7.1 PCIS在天文望远镜技术上的应用343

14.7.2 PCIS在生命科学研究中的应用346

第15章 高速摄影、摄像技术347

15.1 引言347

15.2 高速摄影（像）技术的需求背景和发展动态348

15.2.1 需求背景348

15.2.2 发展动态349

15.3 高速摄影（像）系统的基本构成和特性参数351

15.3.1 高速摄影（像）系统的基本构成及其功能351

15.3.2 高速摄影（像）系统的主要特性参数352

15.4 高速摄影（像）系统总体性能分析354

15.4.1 基本思路354

15.4.2 光电成像系统动像模糊的成因355

15.4.3 线性级联高速摄影（像）系统的时—空MTF理论355

15.4.4 高速光电子摄影（像）系统总体性能评价358

15.5 高速摄影（像）系统及其应用举例360

15.5.1 胶片连续运动的高速电影摄影机360

15.5.2 转镜式高速分幅相机361

15.5.3 ICCD高速分幅相机362

15.5.4 变相管高速条纹相机363

15.5.5 SP—2000高速摄像运动分析系统364

15.5.6 HTV—500高速摄像系统364

15.5.7 高速摄影（像）系统在间接瞬变过程诊断上的应用——冲击波水溶液分子振动拉曼光谱分析装置365

15.5.8 高速摄影（像）技术应用中的相关数据365

第16章 医用光电子成像技术367

16.1 引言367

16.2 医用光电子成像技术概述368

16.2.1 医用光电子成像技术的发展动态和趋势368

16.2.2 医用光电子成像技术的特点和分类370

16.3 X线透视成像技术370

16.3.1 X线源及其辐射特性370

16.3.2 X线透视成像系统组成及工作原理372

16.4 X线计算机体层成像技术378

16.4.1 X线计算机体层成像系统组成378

16.4.2 X线计算机体层成像数理基础379

16.4.3 X线计算机体层（X—CT）卷积成像原理381

16.5 核医学成像技术383

16.5.1 概述383

16.5.2 放射性同位素及其辐射线384

16.5.3 γ射线照相机工作原理385

16.5.4 单光子发射型计算机体层成像（SPECT）工作原理386

16.5.5 正电子发射型计算机体层成像（PET）工作原理387

16.6 医用核磁共振成像技术389

16.6.1 概述389

16.6.2 氢质子（1H）的核磁共振特性390

16.6.3 核磁共振成像的图像信息源393

16.6.4 MRI系统组成及成像原理396

16.6.5 MRI傅里叶成像原理397

16.7 介入微创治疗与医学影像技术400

16.7.1 神奇的介入（微创）治疗技术400

16.7.2 医用影像技术在介入治疗中的重要作用400

第17章 光电子图像处理技术402

17.1 引言402

17.2 图像工程技术概述403

17.2.1 图像与计算机视觉403

17.2.2 图像工程403

17.3 图像工程应用背景和发展动态405

17.3.1 应用背景405

17.3.2 国外发展动态及水平407

17.3.3 国内发展动态及水平409

17.4 图像处理方法409

17.4.1 图像增强409

17.4.2 图像融合411

17.4.3 电子稳像413

17.4.4 图像拼接414

17.4.5 图像传输与图像压缩技术415

17.5 视频跟踪技术420

17.5.1 视频跟踪原理420

17.5.2 视频跟踪算法421

17.5.3 视频跟踪技术最新发展422

参考文献425