Introduction to Infrared and Electro-Optical Systems (Artech House Optoelectronics Library) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Artech Print on Demand

作者:Ronald G. Driggers

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:1998-01-01

价格:USD 180.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780890064702

丛书系列:

图书标签:

• 红外
• 光电系统
• 传感器
• 探测器
• 成像
• 军事技术
• 航空航天
• 电子工程
• 光学工程
• Artech House

光学与光电子学前沿：系统设计与应用 本书聚焦于现代光学系统设计、关键器件性能评估以及前沿光电子技术在复杂环境下的实际应用。本书旨在为致力于研发高性能传感器、通信系统及成像设备的工程师和研究人员提供一套全面且深入的理论框架与工程实践指导。 --- 第一部分：现代光学系统设计基础与理论建模 第一章：高性能光学系统的基础架构与指标体系 本章深入探讨构建先进光学系统所必需的理论基石。我们将从光束传播的波动光学理论出发，阐述衍射极限、光束整形和光场调控在远场与近场应用中的关键作用。系统设计不仅仅是透镜组的堆叠，更关乎如何有效地管理光能的传输效率与空间分布。 成像质量的量化标准： 详细解析调制传递函数（MTF）、点扩散函数（PSF）和韦伯-勒纳对比度（WLC）在评估系统性能中的重要性。讨论如何根据应用场景（如高分辨率遥感、低光照监控）设定最优化的MTF指标。 非球面与自由曲面光学： 深入剖析传统球面光学元件的局限性，并介绍自由曲面技术如何通过优化光线追迹路径，实现系统的小型化、轻量化及消色差性能的显著提升。涉及Zernike多项式和离散波前编码的应用。 系统误差预算与容差分析： 建立一套严格的误差预算模型，覆盖制造公差、装配误差和热漂移对最终成像质量的影响。通过蒙特卡洛模拟，确定关键光学元件的允许公差范围，确保大规模生产的一致性。 第二章：先进传感器的光电转换与信号处理 现代光学系统往往集成复杂的探测器阵列和信号链。本章侧重于光子如何转化为可测量的电信号，以及后续的信号增强与信息提取过程。 探测器技术深度解析： 详细比较基于半导体的光电导（PC）和内建电场型（PIN）探测器的工作原理，重点分析电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）在读取噪声、满阱容量和帧率方面的权衡。 低噪声电子学与后处理： 探讨如何通过精密的前置放大器设计和数字滤波技术（如卡尔曼滤波）来抑制系统引入的热噪声和散粒噪声。特别关注如何在极低信噪比（SNR）环境下，通过先进的图像堆叠算法恢复有效信息。 光谱分析与辐射度量学： 介绍如何利用分光元件（如全息光栅或滤波器阵列）实现多光谱或高光谱成像。讲解绝对辐射度量学的基本原理，包括辐射定标和大气校正模型在精确量化目标能量中的应用。 --- 第二部分：光电系统关键技术与工程实现 第三章：高功率激光系统的热管理与光束质量控制 在激光雷达（LiDAR）、光通信和材料加工领域，高功率激光器的集成与稳定运行是核心挑战。 激光介质与腔体设计： 概述固体激光器（如Nd:YAG、光纤）和半导体激光器的工作机制，重点分析增益介质的效率与热负载的关系。探讨稳健的光学谐振腔设计，以确保输出激光的单模性和低强度噪声。 热透镜效应与波前畸变： 深入分析高功率密度下，激光介质内部温度梯度导致的折射率变化，即“热透镜效应”。介绍主动和被动散热技术，以及自适应光学（AO）系统在实时补偿波前畸变中的作用机制。 非线性光学在光束控制中的应用： 探讨如何利用频率转换（如倍频、和频）技术扩展激光器的可用波长范围，以及在超快激光系统中，通过克尔效应进行脉冲压缩和光纤传输中的非线性限制。 第四章：现代光通信链路的信道特性与调制技术 本部分关注光子在信息传输中的性能瓶颈及突破性技术，尤其针对高速率、远距离传输需求。 光纤信道的损耗与色散管理： 详细分析单模光纤和多模光纤中的瑞利散射、吸收损耗和弯曲损耗。阐述群速度色散（GVD）和偏振模色散（PMD）对高速数字信号的影响，以及色散补偿技术（如光纤布拉格光栅FBG）。 相干检测与高阶调制格式： 介绍相干光通信的原理，包括本振光的使用和光电混合解调。重点解析QPSK、16-QAM等高阶调制格式，以及如何通过增加频谱效率来突破传统的强度调制限制。 自由空间光通信（FSO）的挑战： 探讨FSO系统在城市和大气条件下的衰减机制，包括湍流引起的幅度抖动和相位噪声。介绍先进的对准、跟踪与控制（Acquisition, Tracking, and Pointing, ATP）系统在维持链路稳定性的关键技术。 --- 第三部分：前沿光电系统集成与实际应用案例 第五章：自适应光学与增强型成像系统 自适应光学（AO）技术是克服大气湍流或系统自身像差的关键手段，也是实现超分辨率成像的基石。 实时波前感知与校正： 详细介绍 Shack-Hartmann 波前传感器的工作原理，以及如何将捕获的波前信息输入到高速数字微镜器件（DMD）或压电驱动变形镜（DM）上进行实时修正。 多目标跟踪与多共轭自适应光学（MCAO）： 针对大视场应用，讲解MCAO如何通过多层波前校正来提高整个视场范围内的成像质量。讨论有限天文观测中对高能激光导星和自然导星（NGS）的策略选择。 计算光学成像范式： 从采集角度转向计算重建。介绍压缩感知（CS）在稀疏信号重构中的优势，以及利用深度学习网络加速逆问题求解，实现超快速、低曝光的成像能力。 第六章：新型材料与微纳光子器件集成 系统性能的提升越来越依赖于新材料和结构带来的新物理特性。 等离激元学与亚波长光子集成： 探讨表面等离激元共振（SPR）在传感器和超分辨成像中的潜力。介绍硅光子学平台中集成波导、耦合器和调制器的基本工艺流程，以及如何实现光电混合集成芯片（PIC）。 量子点与新型发光材料： 评估II-VI族和III-V族半导体量子点（QD）在显示技术和高效率LED中的优势，特别关注其窄带发射特性和色纯度。 微机电系统（MEMS）在光路中的应用： 阐述MEMS技术如何驱动微镜阵列用于光束转向、光开关和可调谐滤波器，从而实现低功耗、高可靠性的动态光路重构。 本书的读者将能够掌握从基础光线理论到复杂信号处理、从离散元件到大规模集成光子芯片的完整设计流程，为未来光电系统的前沿研发奠定坚实基础。

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我最近阅读的《红外与光电系统导论》这本书，给了我一种全新的学习体验。它不仅仅是一本教材，更像是一次深入的知识探索之旅。书中将红外辐射的物理本质与光电系统的实际应用巧妙地结合在一起，从最基本的原理讲到最前沿的技术。我尤其喜欢作者在讲解探测器原理时所采用的细致入微的描述，例如各种半导体材料的光电特性，以及它们在不同工作条件下的表现。书中对光学成像系统的分析也相当精彩，包括了对像差的讨论和补偿方法。我注意到它还涉及到了数据采集、信号传输以及系统标定等环节，这些都是构成一个完整光电系统必不可少的部分。它还对各种类型的红外传感器进行了详细的分类和比较，这为我理解不同传感器在特定应用场景下的优势和劣势提供了清晰的指引。这本书的深度和广度都令人称道，我相信它能够帮助读者建立起对红外与光电系统坚实而全面的认知。

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对于我来说，《红外与光电系统导论》这本书，更多的是一种系统性的学习体验。它并没有像某些技术书籍那样，过于强调某个单一的技术点，而是着力于构建一个完整的知识框架。从最初的电磁波谱与红外辐射的相互作用，到各种探测器的具体实现，再到最终的光电系统的集成与应用，作者都给予了充分的关注。我尤其喜欢书中对不同光电系统性能指标的讨论，比如灵敏度、分辨率、视场角等等，这些参数的分析对于理解和评估一个系统的优劣至关重要。它还涉及到了信号处理技术，例如降噪、图像增强等，这些都是提升系统性能的关键环节。我注意到书中引用了大量的文献和研究成果，这表明作者在内容的选取上非常有考究，能够为读者提供最新、最前沿的信息。这本书的结构清晰，逻辑严谨，即使是对于初学者，也能够通过循序渐进的学习，逐渐掌握光电系统的核心知识。

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作为一名长期在相关领域摸索的从业者，《红外与光电系统导论》这本书，我几乎是迫不及待地就想要翻阅。它的标题就足以吸引我，而内容也确实没有让我失望。这本书以一种非常系统化的方式，将红外技术和光电系统紧密地联系在一起，阐述了它们是如何协同工作的。我特别欣赏书中对各种探测器类型的深入剖析，从基础的物理原理到具体的技术实现，都讲解得非常透彻。例如，书中关于热成像技术在工业检测、安防监控等领域的应用案例，让我看到了理论知识在现实世界中的巨大价值。它还讨论了目标识别、背景抑制等高级主题，这些都是当前光电系统研发中的前沿课题。我注意到书中对光学设计原理的讲解也相当到位，包括透镜的成像特性、光束的传播以及系统的杂散光控制等。总而言之，这本书为我提供了一个更全面、更深入的视角来审视和理解红外与光电系统，我认为它对于任何希望在这个领域有所建树的研究人员和工程师来说，都是一本不可或缺的参考书。

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这本书的书名是《红外与光电系统导论》（Artech House Optoelectronics Library），我最近才接触到，刚翻了几页，就觉得这本书就像一个精心准备的知识宝藏，让我迫不及待地想要深入探索。它的章节安排非常有条理，从最基础的物理原理入手，循序渐进地讲解了红外辐射的产生、传播以及探测等核心概念。我尤其欣赏作者在解释复杂现象时所采用的清晰直观的比喻和图示，这对于我这样并非背景出身的读者来说，无疑是巨大的福音。书中涉及的光电系统设计和性能分析部分，也让我对实际工程应用有了更深的理解。我看到它讨论了各种类型的传感器，比如热释电探测器、光导探测器和光电探测器，并且详细阐述了它们的工作原理、优缺点以及适用场景。对于像我一样对现代光电技术充满好奇的人来说，这本书提供的知识广度和深度都令人满意，它不仅仅是理论的堆砌，更是在引导我思考如何将这些理论知识转化为实际的工程解决方案，我期待着后续内容的展开，特别是它对各种应用案例的深入剖析，相信那将为我打开一扇全新的视角。

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坦白说，我最近在寻找一本能够系统梳理光电系统基本原理的读物，而《红外与光电系统导论》这本书，无疑给我带来了惊喜。它的内容之丰富，涵盖了从红外光谱的物理基础到复杂的光电系统集成，仿佛一张巨大的知识网络，将看似零散的概念巧妙地连接起来。我非常赞赏作者在处理光电理论时的严谨性，同时又不失工程实践的指导意义。书中关于光学元件、成像技术以及信号处理的章节，让我对那些我们日常生活中接触到的光电产品有了更深刻的认识。例如，它对焦平面阵列探测器的工作机制的阐述，以及对各种红外成像技术的比较分析，都非常有启发性。我尤其看重它在讨论系统整体性能时所采用的方法，例如信噪比的计算、探测率的分析等，这些都是实际应用中至关重要的指标。这本书没有回避技术细节，但又足够详尽，能够让读者在理解概念的同时，也能对实际的设计和优化有所把握，这对于任何想要深入了解这一领域的人来说，都是一份宝贵的参考。

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