光電系統分析與設計簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

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內容簡(jiǎn)介:　　《光電系統分析與設計》總結了作者在多年的輻射度學(xué)實(shí)踐（設計、測量、建模和光電系統仿真）中積累的經(jīng)驗，對光電系統分析與設計的基本流程及其所涉及的輻射度學(xué)理論和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了全面系統的闡述。
　　《光電系統分析與設計》貫穿著(zhù)采用系統工程思維來(lái)分析和設計由多個(gè)組件構成的復雜光電系統的思想，使讀者從組件級的視角轉向綜合系統的視角，進(jìn)而能更好地應用輻射度學(xué)來(lái)分析和設計用于各種不同場(chǎng)景的光電系統。

作者簡(jiǎn)介:

目錄:術(shù)語(yǔ)表
序

第1章 光電系統設計
1.1 引言
1.2 系統設計的原理
1.2.1 定義
1.2.2 設計過(guò)程
1.2.3 設計的先決條件
1.2.4 產(chǎn)品研發(fā)方法
1.2.5 壽命周期
1.2.6 在研發(fā)中的并行的活動(dòng)
1.2.7 技術(shù)指標
1.2.8 性能測度和指標值
1.2.9 評值體系和設計選擇
1.2.10 設計中的假設
1.2.11 設計過(guò)程回顧
1.3 光電系統和系統設計
1.3.1 光電系統的定義
1.3.2 光電系統級設計
1.3.3 光電系統建模和仿真
1.4 結論
參考文獻

第2章 輻射度學(xué)基礎
2.1 注解
2.2 引言
2.3 輻射度學(xué)術(shù)語(yǔ)
2.3.1 量的定義
2.3.2 輻射度量量的性質(zhì)
2.3.3 光譜量
2.3.4 材質(zhì)特性
2.4 線(xiàn)性角
2.5 立體角
2.5.1 幾何和投影立體角
2.5.2 錐體的幾何立體角
2.5.3 錐體的投影立體角
2.5.4 矩形平面的幾何立體角
2.5.5 矩形平面的投影立體角
2.5.6 立體角的近似
2.5.7 球面的投影面積
2.5.8 球面的投影立體角
2.6 輻射度和通量傳輸
2.6.1 輻射度（面輻射強度）的守恒
2.6.2 輻射通量通過(guò)無(wú)損介質(zhì)的傳輸
2.6.3 經(jīng)過(guò)有損耗介質(zhì)的輻射通量傳輸
2.6.4 任意形狀的源和接收器
2.6.5 多光譜輻射通量傳輸
2.7 朗伯輻射體和投影立體角
2.8 空間觀(guān)察因子或結構因子
2.9 輻射體的形狀
2.9.1 圓盤(pán)
2.9.2 球面
2.10 光度學(xué)和顏色
2.10.1 光度學(xué)單位
2.10.2 眼睛的光譜響應
2.10.3 轉換到光度學(xué)單位
2.10.4 顏色坐標簡(jiǎn)介
2.10.5 顏色坐標對源的光譜的敏感性
參考文獻
習題

第3章 源
3.1 普朗克輻射體
3.1.1 普朗克輻射定律
3.1.2 維恩位移定律
3.1.3 斯忒藩一玻耳茲曼定律
3.1.4 普朗克定律累加近似
3.1.5 普朗克定律小結
3.1.6 常見(jiàn)物體的熱輻射
3.2 發(fā)射率
3.2.1 基爾霍夫定律
3.2.2 源和接收器之間的輻射通量的傳輸
3.2.3 灰體和選擇性輻射體
3.2.4 低發(fā)射率表面的輻射
3.2.5 腔的發(fā)射率
3.3 黑體前面的口徑板
3.4 表面方向性反射
3.4.1 粗糙度和尺度
3.4.2 反射幾何
3.4.3 光學(xué)平滑表面的反射
3.4.4 菲涅爾反射
3.4.5 雙向反射分布函數
3.5 方向性發(fā)射率
3.6 自然界中的方向性反射率和發(fā)射率
3.7 太陽(yáng)
參考文獻
習題

第4章 光學(xué)介質(zhì)
4.1 概述
4.2 光學(xué)介質(zhì)
4.2.1 有損介質(zhì)
4.2.2 路徑輻射
4.2.3 對比度降低的一般規律
4.2.4 光學(xué)厚度
4.2.5 氣體輻射體源
4.3 不均勻的介質(zhì)和離散坐標
4.4 等效透過(guò)率
4.5 透過(guò)率作為距離的函數
4.6 大氣作為介質(zhì)
4.6.1 大氣組分和衰減
4.6.2 大氣分子吸收
4.6.3 大氣氣溶膠和散射
4.6.4 大氣透過(guò)窗口
4.6.5 大氣路徑面輻射強度
4.6.6 路徑面輻射強度的實(shí)際結果
4.6.7 在地球上向上和向下觀(guān)察
4.6.8 大氣水蒸氣組分
4.6.9 大氣中的對比度透過(guò)率
4.6.1 0氣象距離和氣溶膠散射
4.7 大氣輻射傳輸代碼
4.7.1 概述
4.7.2 MODTRANTM
參考文獻
習題

第5章 光學(xué)探測器
5.1 歷史回顧
5.2 探測過(guò)程概述
5.2.1 熱探測器
5.2.2 光子探測器
5.2.3 歸一化響應率
5.2.4 探測器結構
5.3 噪聲
5.3.1 噪聲功率譜密度
5.3.2 約翰遜噪聲
5.3.3 散彈噪聲
5.3.4 產(chǎn)生一復合噪聲
5.3.5 1／廠(chǎng)噪聲
5.3.6 溫度起伏噪聲
5.3.7 接口電子噪聲
5.3.8 成像系統中的噪聲考慮
5.3.9 信號通量起伏噪聲
5.3.10 背景輻射通量起伏噪聲
5.3.11 探測器噪聲等效功率和探測率
5.3.12 合成功率譜密度
5.3.13 噪聲等效帶寬
5.3.14 時(shí)間一帶寬積
5.4 熱探測器
5.4.1 工作原理
5.4.2 熱探測器響應率
5.4.3 電阻微測輻射熱計
5.4.4 熱釋電探測器
5.4.5 熱電探測器
5.4.6 光子一噪聲限工作方式
5.4.7 溫度起伏噪聲限工作方式
5.5 晶體材料的特性
5.5.1 晶狀結構
5.5.2 能帶中電子的出現率
5.5.3 能帶中的電子密度
5.5.4 半導體帶結構
5.5.5 導體、半導體和絕緣體
5.5.6 本征和非本征半導體材料
5.5.7 光子一電子交互作用
5.5.8 半導體中的光吸收
5.5.9 重要的半導體中的物理參數
5.6 光子探測過(guò)程概述
5.6.1 光子探測器工作原理
5.6.2 載流子和電流在半導體材料中的流動(dòng)
5.6.3 光子吸收和多數／少數載流子
5.6.4 量子效率
5.7 探測器制冷
5.8 光導探測器
5.8.1 引言
5.8.2 光導探測器信號
5.8.3 光導探測器的偏壓電路
5.8.4 光導探測器的頻率響應
5.8.5 光導探測器中的噪聲
5.9 光伏探測器
5.9.1 光伏探測器工作
5.9.2 二極管電流一電壓關(guān)系
5.9.3 光伏探測器的偏置結構
5.9.4 光伏探測器的頻率響應
5.9.5 光伏探測器中的噪聲
5.9.6 探測器性能建模
5.10 探測器技術(shù)對紅外系統的影響
參考文獻
習題

第6章 傳感器
6.1 概述
6.2 對一個(gè)傳感器的剖析
6.3 光學(xué)系統概述
6.3.1 光學(xué)元件
6.3.2 一階光線(xiàn)追跡
6.3.3 光瞳、孔徑、光闌和f一數
6.3.4 光學(xué)傳感器空間角
6.3.5 擴展目標和點(diǎn)目標物體
6.3.6 光學(xué)像差
6.3.7 光學(xué)點(diǎn)擴展函數
6.3.8 光學(xué)系統
6.3.9 非球面透鏡
6.3.10 平行光管的輻射度學(xué)
6.4 光譜濾光片
6.5 一種簡(jiǎn)單的傳感器模型
6.6 傳感器信號計算
6.6.1 探測器信號
6.6.2 源的面積的變化
6.6.3 復雜源
6.7 信號噪聲基準面
6.8 傳感器光學(xué)吞吐量
參考文獻
習題

第7章 輻射度學(xué)方法
7.1 性能指標（性能測度）
7.1.1 性能指標的作用
7.1.2 一般定義
7.1.3 常用的性能指標
7.2 歸一化
7.2.1 立體角和空間歸一化
7.2.2 有效值歸一化
7.2.3 峰值歸一化
7.2.4 加權映射
7.3 光譜失配
7.4 光譜卷積
7.5 距離方程
7.6 一個(gè)圖像中的像素輻射通量密度
7.7 對比度差
7.8 脈沖檢測和虛警率
7.9 驗核方法
參考文獻
習題

第8章 光學(xué)特征
8.1 光學(xué)特征的模型
8.2 有關(guān)光學(xué)特征的一般性注解
8.3 反射特征
8.4 熱輻射體建模
8.4.1 發(fā)射率估計
8.4.2 面積估計
8.4.3 溫度估計
8.5 測量數據分析
8.6 案例研究：高溫火焰測量
8.7 案例研究：低發(fā)射率表面測量
8.8 案例研究：云建模
8.8.1 測量
8.8.2 模型
8.8.3 對云特征的相對貢獻
8.9 案例研究：對比度反轉／溫度交叉
8.10 案例研究：熱透明的涂料
8.11 案例研究：太陽(yáng)閃爍
參考文獻
習題

第9章 光電系統分析
9.1 案例研究：火焰傳感器
9.2 案例研究：物體在一幅圖像中的表觀(guān)
9.3 案例研究：太陽(yáng)能電池分析
9.3.1 觀(guān)察
9.3.2 分析
9.4 案例研究：激光測距機距離方程
9.4.1 噪聲等效輻射通量密度
9.4.2 信號輻射通量密度
9.4.3 朗伯目標反射
9.4.4 天空背景中的朗伯目標
9.4.5 地形背景中的朗伯體
9.4.6 探測距離
9.4.7 計算實(shí)例
9.4.8 鏡面反射表面
9.5 案例研究：熱成像傳感器模型
9.5.1 電子參數
9.5.2 采用D最表示的噪聲
9.5.3 入瞳孔徑中的噪聲
9.5.4 物平面中的噪聲
9.5.5 實(shí)例計算
9.6 案例研究：大氣和熱像儀靈敏度
9.7 案例研究：紅外傳感器輻射度學(xué)
9.7.1 在探測器上的輻射通量
9.7.2 聚焦光學(xué)系統
9.7.3 離焦光學(xué)
9.8 案例研究：本生燈火焰特性
9.8.1 數據分析工作流
9.8.2 儀表標定
9.8.3 測量
9.8.4 成像攝像機面輻射強度的結果
9.8.5 成像攝像機火焰面積結果
9.8.6 火焰動(dòng)力學(xué)
9.8.7 熱電偶火焰溫度結果
參考文獻
習題

第10章 黃金法則
10.1 輻射度量計算的最佳做法
10.2 從第一原理出發(fā)
10.3 理解面輻射強度、面積和立體角
10.4 構建數學(xué)模型
10.5 采用基本的SI單位處理問(wèn)題
10.6 完成量綱分析
10.7 繪圖
10.8 理解π的作用
10.9 簡(jiǎn)化空間積分
10.10 采用圖形繪出中間結果
10.11 采用適當的代碼編寫(xiě)
10.12 驗核和校核
10.13 一次做對
參考文獻
附錄A 參考信息
參考文獻
附錄B 紅外場(chǎng)景仿真
B.1 概述
B.2 仿真作為知識管理工具
B.3 仿真驗核框架
B.4 光學(xué)特征渲染
B.4.1 圖像渲染
B.4.2 渲染方程
B.5 超采樣和混淆效應
B.6 太陽(yáng)反射、天空背景和顏色比
參考文獻
附錄C 多維光線(xiàn)追跡
附錄D 數值求解方法
D.1 引言
D.2 需求
D.3 作為計算器的Matlab@和PythonTM
D.3.1 Matlab@
D.3.2 Numpy和Scipy
D.3.3 Matlab@和PythonTM用于輻射度學(xué)計算
D.3.4 pymdi工具箱
D.4 Helper函數
D.4.1 普朗克輻射出射度函數
D.4.2 光譜濾光片函數
D.4.3 光譜探測器函數
D.5 完整的實(shí)例
D.5.1 在Matlab@中實(shí)現的火焰傳感器
D.5.2 采用PythonTM語(yǔ)言編寫(xiě)的火焰探測器程序
D.5.3 在PythonTM中一幅圖像中物體的表觀(guān)
D.5.4 PythonTM中顏色坐標系計算
D.5.5 在Matlab@中計算火焰面積
D.5.6 在PythonTM中求解距離方程
D.5.7 脈沖檢測和虛警率計算
D.5.8 采用Matlab@進(jìn)行平板的空間積分
參考文獻
附錄E 習題選解
E.1 立體角定義
E.2 立體角近似
E.3 立體角應用（問(wèn)題2.4）
E.4 通量傳輸應用
E.5 簡(jiǎn)單的探測器系統（問(wèn)題6.2）
E.6 觀(guān)察云的InSb探測器（問(wèn)題8.2）
E.7 傳感器優(yōu)化（問(wèn)題9.1）
附錄F 補充閱讀和歸屬權
F.1 補充閱讀
F.2 歸屬權

參考文獻