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姜会林 等 著

图书标签:

• 空间光电技术
• 光学系统
• 光学工程
• 光电工程
• 激光技术
• 信息光学
• 精密光学
• 系统设计
• 光通信
• 遥感技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030454072

版次：1

商品编码：11893939

包装：精装

丛书名： “十二五”国家重点图书出版规划项目光学与光子学丛书

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：327

字数：455000

正文语种：中文

内容简介

　　《空间光电技术与光学系统》针对我国空间光电技术发展的需要，比较系统地总结作者及所在团队多年来的科研实践，提出相关技术研究与系统设计的基本原理和实现方法.
　　全书共十章.前五章主要阐述空间光电领域的一些技术问题，包括空间光电技术的研究进展、大气信道影响与光学补偿、光学系统质量评价、空间目标的光学探测及光学动态跟瞄等技术；后五章重点介绍空间光学系统的设计方法，包括折射式及反射式系统光学设计、空间激光通信系统光学设计、太阳模拟器及地球模拟器系统的光学设计等，《空间光电技术与光学系统》对于从事空间光电技术研究和光学系统设计的科技工作者有一定的参考价值，也可供高等院校与科研院所的研究生学习参考.

作者简介

　　姜会林，男，1945年7月生，1964年考入长春光机学院学习，毕业后留校任教；1987年获博士学位：1989年至2006年先后任长春理工大学（原长春光机学院）副校长、校长。中共党员，教授、博士生导师，现任校学术委员会主任。2015年当选中国工程院信息与电子工程学部院士。
　　长期从事应用光学技术研究，曾主持国家“863”重点项目、“995”高新工程专项、“973”重大基础研究项目、国家自然科学基金项目等20多项，为国家做出了突出贡献。获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖、三等奖各1项，还获何梁何利基金科技进步奖，部省级科技一等奖9项；获授权发明专利53项；出版学术著作9部；发表学术论文301篇，四大检索收录183篇。
　　曾兼任中国兵工学会副理事长、中国光学学会和中国光学工程学会常务理事、国家“863”七领域专家委员会顾问、全国武器类专业教学指导委员会副主任、总装备部光电火控专业组顾问、应用光学国家重点实验室学术委员会副主任等职务。
　　被国务院学位委员会和国家教委授予“做出突出贡献的中国博士学位获得者”，被中组部授予“中央直接掌握与管理的高级专家”，被教育部授予“全国优秀教师”，被中国科协授予“全国优秀科技工作者”，享受国务院“政府特殊津贴”；还被吉林省授予“吉林省高级专家”、“优秀教育工作者”、“特等劳动模范”、“优秀共产党员标兵”等荣誉称号。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 空间光电技术研究的必要性
1．1．1 探测与利用空间资源的需要
1．1．2 探测与规避空间碎片的需要
1．1．3 开展空间活动与维护国家安全的需要
1．1．4 建设天地一体化信息网络的需要
1．2 空间环境特性的研究现状
1．2．1 空间目标的分类与特点
1．2．2 太阳辐射及地球辐射
1．2．3 空间目标的光辐射
1．2．4 大气的垂直结构特性
L．3 我国空间光电技术研究进展与仪器简述
1．3．1 空间光电技术研究进展
1．3．2 空间光电仪器简述

第2章 大气信道传输特性及补偿技术
2．1 大气信道影响分析
2．1．1 大气衰减影响
2．1．2 大气湍流影响
2．2 大气湍流模拟装置及特性分析
2．2．1 大气湍流模拟装置概述
2．2．2 大气湍流模拟装置原理及组成
2．2．3 大气湍流模拟装置特性及测试
2．3 大气引起的光强闪烁及补偿技术
2．3．1 大气湍流引起光强闪烁效应
2．3．2 基于液晶的激光光强控制
2．3．3 试验小结
2．4 大气引起的到达角起伏及补偿技术
2．4．1 大气湍流引起到达角起伏效应
2．4．2 哈特曼传感器测量到达角起伏原理
2．4．3 基于哈特曼传感器的光轴精密定位技术实验分析
2．4．4 实验小结
2．5 大气对激光偏振特性影响及应用补偿技术
2．5．1 光波的偏振特性
2．5．2 大气对激光偏振特性的影响
2．5．3 激光偏振特性的应用举例
2．6 其他补偿技术
2．6．1 典型的自适应技术
2．6．2 其他抑制技术

第3章 光学系统质量评价与公差制订
3．1 评价光学系统成像质量的几种方法
3．1．1 中心点亮度法
3．1．2 瑞利判断法
3．1．3 分辨率法
3．1．4 星点检验法
3．1．5 光学传递函数法
3．2 0TF的基本概念
3．2．1 定义
3．2．2 调制度
3．2．3 截止频率
3．2．4 规化频率
3．2．5 特征频率
3．3 0TF的计算
3．3．1 线扩散函数
3．3．2 0TF的计算
3．3．3 计算OTF方法的总结归纳
3．3．4 0TF计算实例
3．3．5 中心遮拦对OTF的影响
3．4 光学成像中其他环节的传递函数
3．4．1 人眼
3．4．2 底片
3．4．3 摄像管
3．4．4 微通道板
3．4．5 大气抖动

第4章 空间目标光电探测技术
第5章 动态目标光电跟瞄技术
第6章 折射式空间光学系统设计
第7章 反射式空间相机光学系统设计
第8章 空间激光通信光学系统设计
第9章 太阳模拟器光学系统设计
第10章 地球模拟器和地球张角标定系统的光学系统设计
参考文献
索引
彩页

前言/序言

《光影织梦：穿越时空的视觉艺术与科学探秘》 内容简介 这是一部引人入胜的书籍，它将带您踏上一段跨越古今、探索光线奥秘的奇妙旅程。从远古先民对日食月食的敬畏，到现代科学家对宇宙深处光信号的捕捉，本书将目光聚焦于人类如何理解、操控和利用光，以及光如何塑造了我们所见的物质世界和我们内心的感知体验。我们将深入探究那些塑造了我们视觉体验、推动了科技进步、激发了艺术创新的关键领域，为您呈现一幅宏大而细腻的光学图景。 第一篇：光之初探——人类的启蒙与光学雏形 在人类文明的黎明时期，光既是生命之源，也是神秘莫测的力量。本篇将追溯人类对光最初的认知和探索。我们将从远古神话中关于太阳、月亮、星辰的传说讲起，探讨先民们如何通过观察天象来计时、导航，并由此萌生出对光传播规律的朴素理解。 随后，我们将目光投向古希腊的哲学与科学。亚里士多德关于光的理论，虽然存在局限，但却是早期光学思想的重要奠基。欧几里得在《光学》中提出的光线直进假说，为几何光学奠定了基础，并对透镜成像的初步理解起到了关键作用。我们还将介绍古埃及人利用镜子聚焦太阳光进行信号传递的智慧，以及古罗马人对玻璃制造技术的掌握，这为后续光学仪器的出现埋下了伏笔。 本篇的重点将放在古印度和伊斯兰世界的科学成就上。印度哲学家们对光本性的思考，以及关于光速的早期猜想，都显示了他们对这一课题的深入探索。而伊斯兰黄金时代，以阿尔·海塞姆为代表的科学家，通过严谨的实验方法，纠正了当时关于视觉的错误理论，提出了光线从物体进入眼睛的观点，并对相机暗箱的原理进行了精妙的阐述。他的著作《光学书》被誉为光学史上的里程碑，其对实验科学精神的强调，对后世产生了深远影响。我们将详细解读阿尔·海塞姆的实验设计和理论推导，展现早期科学家如何凭借智慧和毅力，在简陋的条件下取得非凡的成就。 第二篇：光学革命——科学家的探索与理论的飞跃 进入近代，随着科学方法的建立和数学工具的日臻完善，光学迎来了一次又一次的革命。本篇将聚焦于那些改变我们对光认识的科学巨匠们。 我们将从牛顿的微粒说和惠更斯的波动说展开，详细介绍这两大理论在阐释光的反射、折射等现象上的贡献与争论。您将了解到牛顿如何通过棱镜实验揭示了光的色散现象，以及他提出的“白光由七色光混合而成”的划时代结论。同时，我们也将深入剖析惠更斯提出的光波理论，以及它如何解释光的干涉和衍射现象。 接着，我们将介绍托马斯·杨的双缝干涉实验，这个看似简单的实验，却以无可辩驳的事实证明了光的波动性，为波动光学奠定了坚实的基础。我们将图文并茂地展示实验的精妙之处，并解析其数学推导过程，让读者深刻理解光的干涉条纹是如何产生的。 菲涅尔的贡献同样不可忽视。他将惠更斯的波动理论进一步发展，提出了光的衍射理论，并成功解释了衍射现象，从而有力地支持了光的波动说。我们将探讨菲涅尔如何在数学上处理复杂的衍射问题，以及他的理论如何应用于解释各种光学现象。 19世纪，麦克斯韦以其卓越的洞察力，将电学和磁学统一在电磁理论之中，并预言了电磁波的存在。本篇将重点阐述麦克斯韦方程组如何预示光是一种电磁波，从而统一了光学、电学和磁学，成为物理学史上的一大壮举。我们将简要介绍麦克斯韦方程组的意义，并解释为何光的电磁本质至关重要。 同时，我们还将提及赫兹实验如何证实了麦克斯韦的预言，成功产生了并探测到了电磁波，标志着电磁波理论的最终确立，也为无线电通信等技术的诞生打开了大门。 第三篇：现代之光——量子理论与前沿技术 进入20世纪，量子力学的发展彻底颠覆了我们对光的认识，而随之而来的技术革新更是深刻地改变了我们的生活。本篇将聚焦于现代光学理论的精髓以及其在各个领域的前沿应用。 我们将从普朗克的量子假说和爱因斯坦的光电效应解释讲起，介绍光子这一概念的诞生。我们将详细阐述光电效应的实验现象，以及爱因斯坦如何用光量子的概念完美解释这一现象，从而揭示了光的波粒二象性，这是一个既符合波的性质，又符合粒子的性质的全新概念，彻底改变了物理学界对光的理解。 爱因斯坦关于光量子（光子）的理论，为量子光学的发展奠定了基础。我们将探讨量子光学如何研究光的微观性质、光与物质的相互作用，以及由此产生的量子现象，如量子纠缠、量子叠加等。 激光的诞生是20世纪最伟大的技术成就之一。本篇将详细介绍激光的工作原理，包括受激辐射、粒子数反转和谐振腔等关键概念。我们将深入剖析激光的特性，如高单色性、高相干性和高方向性，并探讨激光在工业加工、医疗诊断、科学研究、通信等领域的广泛应用。 与此同时，我们还将目光转向光纤通信。我们将介绍光纤作为信息传输介质的优势，以及光在光纤中传播的原理。我们将详细解析光纤通信的系统构成，包括光源、调制器、光纤本身以及接收端，并强调其在现代信息社会中的核心地位。 此外，本篇还将介绍全息术，一种能够记录和再现物体三维图像的技术。我们将阐述全息术的成像原理，以及其在防伪、艺术、存储等领域的应用前景。 第四篇：视觉之境——光与艺术、感知和认知的交融 光不仅仅是物理现象，更是我们感知世界、表达情感、创造艺术的媒介。本篇将从人文的角度，探索光与艺术、视觉感知以及人类认知之间的深刻联系。 我们将从绘画艺术中的用光技巧讲起。从古典大师对明暗对比的运用，到印象派对光色瞬间变化的捕捉，再到现代艺术家对光影的创新表达，我们将分析不同时期、不同流派的画家如何通过光来塑造画面层次、渲染氛围、表达情感。我们将选取一些经典画作进行案例分析，解读其中蕴含的光学智慧。 摄影术的发明极大地拓展了我们记录和表现世界的方式。本篇将探讨摄影中的曝光、景深、色彩等光学原理如何影响照片的最终效果，以及摄影师如何利用光线来构图、塑造主体、传达意境。 电影作为一门综合艺术，更是离不开光影的魔力。我们将剖析电影中的灯光设计，如何营造场景氛围、塑造人物性格、引导观众情绪。从黑白电影的经典光影，到彩色电影的绚丽色彩，我们将看到光在电影叙事中的关键作用。 此外，本篇还将探讨人类的视觉感知系统。我们将介绍眼睛的构造和工作原理，以及大脑如何处理和解读来自眼睛的光学信息。我们将讨论色彩感知、空间感知、运动感知等视觉现象的奥秘，并介绍一些与视觉相关的心理学和神经科学的研究。 最后，我们将展望光在未来可能扮演的角色。从虚拟现实、增强现实中的沉浸式视觉体验，到人工智能对图像识别和理解的飞速发展，光与科技的结合将继续以前所未有的方式重塑我们的世界，拓展我们的认知边界。 结语 《光影织梦：穿越时空的视觉艺术与科学探秘》是一部集科学性、历史性和人文性于一体的巨著。它不仅为光学领域的专业人士提供深度洞见，更为普通读者打开了一扇认识光、欣赏光、理解光的窗口。通过这本书，您将深刻体会到光作为宇宙中最基本、最神秘、最美丽的元素之一，如何贯穿人类文明的始终，并以无限的可能，继续编织着我们多彩的梦想与现实。

评分☆☆☆☆☆

这本书彻底颠覆了我对“看”的理解，它让我明白，我们所能看到的，仅仅是冰山一角，而《空间光电技术与光学系统》则为我打开了通往更深层“看见”的大门。它不仅介绍了光学系统的基础知识，更着重于将这些知识与太空探索的实际需求紧密结合。我被书中对于“先进光电探测技术”的阐述所吸引，尤其是关于高灵敏度和宽光谱响应的探测器，它们是如何让我们捕捉到越来越微弱、越来越遥远的光信号。书中关于“自适应光学”的章节，更是让我惊叹于人类如何能够通过动态补偿来实现近乎完美的成像，就好像拥有了一双能够看穿宇宙扭曲视线的眼睛。作者还详细介绍了各种空间光电载荷的设计考量，包括光学设计、机械结构、电子学系统以及热控等等，这让我意识到，每一个成功的太空探测任务，都是一项极其复杂而精密的系统工程。读完这本书，我感觉自己对宇宙的认识不再停留在表面，而是能够更深入地理解人类是如何利用最尖端的科技，去探索那些我们肉眼无法企及的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的震撼，不仅仅是知识的增长，更是一种对人类探索精神的赞颂。在阅读《空间光电技术与光学系统》的过程中，我仿佛置身于一个又一个宏伟的太空项目中，亲眼见证了那些前所未有的技术突破。书中对于空间光学系统设计中的挑战，比如如何保证在极端温度和辐射环境下光学元件的稳定性和精度，以及如何进行精确的光轴指向和稳定性控制，都进行了深入的剖析。我尤其对书中关于“空间红外探测器”的部分印象深刻，它让我了解到，通过捕捉红外线，我们能够看到那些在可见光下无法观察到的天体，比如新生恒星和宇宙尘埃，这对于理解宇宙的形成和演化至关重要。作者不仅描述了技术本身，还穿插了大量关于这些技术如何驱动科学发现的案例，比如利用这些技术发现了多少新的系外行星，或者为我们揭示了宇宙大爆炸的哪些秘密。这本书让我明白，我们今天所拥有的关于宇宙的知识，是无数工程师和科学家们在极端困难条件下，通过不懈努力和创新才换来的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

对于那些曾经对外太空充满好奇，但又觉得科学原理遥不可及的朋友们，《空间光电技术与光学系统》这本书绝对是一个绝佳的入门选择。我之前对光电技术几乎一无所知，但这本书以一种非常引人入胜的方式，将那些复杂的概念娓娓道来。它不是那种枯燥的教科书，而是更像一位经验丰富的向导，带着你在光学和空间技术的奇妙世界里漫步。书中对于光学的基本原理，比如衍射、干涉、折射等，都进行了非常形象的类比和解释，让我这个没有物理学背景的人也能轻松理解。然后，它又巧妙地将这些基本原理应用到空间光电系统中，比如如何设计高分辨率的光学相机，如何克服大气干扰实现清晰的地面观测，以及如何利用激光进行远距离通信。我特别喜欢书中关于“光信号的传输与接收”部分，它详细解释了信号是如何从太空发送到地球，以及在这个过程中可能遇到的各种挑战，比如信号衰减和噪声干扰，以及如何用各种技术来解决这些问题。总而言之，这本书让我对我们目前所处的这个信息时代，以及信息是如何穿越浩瀚宇宙来到我们身边的，有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对宇宙的全新认知！以前总觉得那些闪烁的星辰遥不可及，但读完《空间光电技术与光学系统》后，我才意识到，原来我们早已通过先进的光电技术“触碰”到了宇宙的边缘。书里详尽地阐述了太空望远镜是如何捕捉那些微弱的光线，又是如何通过复杂的透镜和传感器将遥远的星系呈现在我们眼前。我尤其对书中关于光谱分析的章节印象深刻，它让我明白，通过分析不同波长的光，我们不仅能知道一颗恒星的温度和成分，甚至还能推断出它是否拥有可能孕育生命的行星。那些复杂的公式和原理，在作者的讲解下变得清晰易懂，仿佛我真的置身于实验室，亲手搭建起一个观测宇宙的精密仪器。而且，书中所介绍的许多空间探测器和载荷，比如哈勃、詹姆斯·韦伯等等，都让我对人类探索未知的勇气和智慧肃然起敬。它不再仅仅是一本科普书，更像是一次精神的洗礼，让我深刻体会到科学的魅力和我们作为一个物种，对宇宙无尽的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，与其说是学习，不如说是一场关于“看见”的深度探索。在阅读《空间光电技术与光学系统》之前，我从未想过“看”这个简单的动作背后蕴含着如此复杂而精妙的工程学原理。从最初的反射镜和折射镜的设计，到如何精准地控制光线的路径，再到最后的光电探测器如何将光信号转化为可分析的数据，整个过程就像一部精密的交响乐。我被书中对于光学元件制造公差的严苛要求所震撼，仅仅几个纳米的偏差，就可能导致整个观测任务的失败。书中还详细介绍了不同类型的光电探测器，比如CCD和CMOS，它们各自的优缺点以及在不同太空环境下的适应性，这让我对科技的不断进步有了更直观的感受。更让我着迷的是，作者将理论与实际应用结合得天衣无缝，通过大量工程实例，比如行星探测器上的成像系统，或者通信卫星上的激光器，让我看到了这些看似高深的技术如何真正服务于我们的太空探索事业。这本书让我意识到，我们今天所看到的任何来自太空的图像，都凝聚了无数工程师和科学家的心血与智慧。

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