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△T 508
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