激光導星技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張凱，葉一東，王鋒 等 著

圖書標籤:

• 激光技術
• 自適應光學
• 天文觀測
• 大氣光學
• 光學工程
• 空間技術
• 遙感
• 精密測量
• 激光雷達
• 大氣科學

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118111880

版次：1

商品編碼：12050967

包裝：平裝

叢書名： 現代激光技術及應用

開本：16開

齣版時間：2016-11-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　國傢齣版基金項目、“十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目
　　叢書共計23分冊，860餘萬字，以激光技術的進展為核心，圍繞高功率、高亮度激光器，激光束的傳輸、控製以及在國防中的應用三個領域，係統且重點突齣地介紹瞭現代激光技術的發展與應用。叢書包含現代激光技術的進展、關鍵科學技術問題，所有編寫人員都是長期從事該領域研究並獲得重要成果的一流研究人員，因此，書中不僅理論係統，還含有大量作者的心得體會、研究成果，實用價值很高，引領性強。
　　叢書可供從事激光技術研究的科研工作者和工程技術人員參考，同時對於物理學、光學、電子技術等專業的本科生、碩士及博士研究生來說，也是一套非常有價值的參考書。

目錄

第1章概論
1.1研究背景
1.2大氣光學及大氣湍流特性
1.3大氣傳輸對天文成像、激光傳輸的影響
1.4自適應光學原理
1.5激光導星原理
1.5.1瑞利導星
1.5.2鈉導星
參考文獻
第2章瑞利激光導星
2.1大氣層和光散射
2.1.1大氣層高度分布和成分
2.1.2大氣對光的彈性散射
2.1.3瑞利散射
2.2瑞利激光導星係統的設計
2.3瑞利激光導星的波長選擇和迴光強度
2.4瑞利激光導星的試驗和應用
參考文獻
第3章鈉激光導星
3.1散逸層鈉原子特徵
3.1.1鈉層的分布及組成
3.1.2鈉層豐度及高度的變化
3.1.3鈉原子的光譜特性
3.2鈉激光導星飽和特性
3.2.1鈉激光導星飽和原因
3.2.2鈉層的飽和輻射功率密度
3.2.3導星激光與鈉層的相互作用
3.3鈉激光導星亮度特性
3.3.1鈉激光導星亮度隨導星激光發射參數的變化
3.3.2鈉激光導星係統對激光導星光源的要求
3.4鈉激光導星研究進展和應用
參考文獻
第4章激光導星的發射與接收
4.1導星尺度
4.1.1光斑擴展效應
4.1.2光斑拉長效應
4.2迴光強度及信噪比
4.2.1光學效率
4.2.2背景噪聲
4.3脈衝導星的重復頻率
4.4導星信號探測
4.4.1暗弱導星目標
4.4.2導星信號傳感器
4.4.3距離選通技術
4.4.4窄帶濾波技術
4.5發射與接收工作方式
4.5.1共孔徑發射與接收
4.5.2分孔徑發射與接收
4.6激光導星在天文中的應用
4.6.1星火望遠鏡
4.6.2MMT望遠鏡
4.6.3凱剋望遠鏡
4.6.4雙目望遠鏡
參考文獻
第5章激光導星探測和波麵恢復
5.1激光導星在自適應光學係統中的應用
5.1.1波前傳感器
5.1.2波前校正器
5.1.3閉環控製器
5.1.4自適應光學係統的人造導星
5.2基於HS波麵探測器的導星波麵探測及波麵重構
5.2.1HS波前傳感器波麵重構方法
5.2.2人造導星HS-WFS子孔徑擴展光斑的波麵處理
5.3基於強度分布測量的波麵恢復
5.3.1麯率波前傳感技術
5.3.2基於相位反演的波前測量技術
5.3.3解光強分布傳輸方程重構相位法
5.3.4直接相位反演法
5.4LGS導星波麵探測及波麵重構新方法
5.4.1自參乾涉法
5.4.2雙棱鏡陣列法
參考文獻
第6章激光導星非等暈性
6.1大氣的等暈特性
6.2激光導星等暈性物理分析
6.2.1激光導星聚焦非等暈誤差
6.2.2激光導星尺度問題
6.2.3激光導星角度偏離與非等暈誤差
6.3激光導星等暈性要求
6.3.1激光導星參數與等暈性
6.3.2角度非等暈與偏置
6.3.3單導星的覆蓋範圍
參考文獻
第7章多導星技術
7.1多導星技術概述
7.2湍流分層
7.2.1大氣的等暈性
7.2.2均勻分層模型
7.2.3非均勻分層模型
7.3校正鏡的單元數
7.4多導星波前探測
7.5大氣層析自適應光學
7.5.1大氣層析的原理
7.5.2大氣層析三維波前重建
7.6分層探測自適應光學
7.7地錶層自適應光學
7.8多導星技術應用
參考文獻
第8章導星激光器技術
8.1瑞利導星激光器
8.1.1腔內倍頻綠光激光器
8.1.2腔外倍頻綠光激光器
8.2鈉導星激光器
8.2.1染料鈉導星激光器
8.2.2全固體鈉導星激光器
8.2.3光縴鈉導星激光器
8.2.4其他鈉導星激光器
參考文獻

星辰的指引，宇宙的探索 茫茫宇宙，浩瀚星辰，自古以來便牽引著人類探索的目光。從仰望星空、辨識方嚮，到藉助天文望遠鏡窺探宇宙的奧秘，人類對星空的認知從未停止過前進的腳步。然而，要深入瞭解宇宙的深處，尤其是那些遙遠的、肉眼難以捕捉的微弱天體，我們麵臨著巨大的挑戰。地球大氣層對光綫的散射和湍流，如同厚重的帷幕，模糊瞭星空的清晰影像，阻礙瞭我們獲得高分辨率的觀測數據。 本書並非關於“激光導星技術”的詳盡闡述，而是緻力於為讀者勾勒齣一幅更為宏大的宇宙探索圖景，聚焦於那些我們能夠藉助的、自然存在的光學奇跡，以及它們如何為我們揭示宇宙的真實麵貌。我們將一同踏上一段跨越時空、探索未知、追尋宇宙真理的旅程。 第一章：宇宙的信使——自然光源的魅力 在浩瀚的宇宙中，各種自然光源扮演著至關重要的角色。它們是宇宙的信使，將億萬年前的光芒傳遞到我們眼前，承載著關於恒星的誕生與死亡、星係的演化、乃至宇宙起源的寶貴信息。 恒星：宇宙的熔爐，光明的源泉 恒星，是宇宙中最普遍、最耀眼的存在。它們的形成、演化和最終歸宿，是天體物理學的核心課題。從年輕、熾熱的藍巨星，到垂垂老矣、膨脹巨大的紅超巨星，再到神秘而緻密的白矮星、中子星和黑洞，每一類恒星都擁有其獨特的物理特性和演化軌跡。本書將重點介紹，科學傢們如何利用各種望遠鏡，分析來自恒星的光譜、亮度變化以及空間位置，來 decipher 恒星的溫度、質量、化學成分、年齡以及它們所處的環境。我們將探討，那些微弱但至關重要的星光，如何幫助我們理解恒星內部的核聚變過程，以及它們如何播撒重元素，為下一代恒星和行星的形成提供物質基礎。 星係：宇宙的島嶼，結構的宏偉 恒星並非孤立存在，它們匯聚成更為龐大的結構——星係。從螺鏇狀的仙女座星係，到橢圓形的M87星係，再到那些形狀奇異的不規則星係，它們如同宇宙中的島嶼，承載著數韆億顆恒星。本書將帶領讀者領略星係的壯麗景象，並深入探討科學傢們如何通過觀測星係的光度和顔色分布，分析星係的光譜特徵，以及利用紅移現象來推斷星係的距離和運動速度，從而揭示星係的形成、增長、碰撞與閤並過程。我們將重點關注那些位於宇宙早期、尚未成熟的星係，以及它們如何演化成如今我們所見的宏偉結構。 星雲：宇宙的孕育場，色彩的畫捲 在星係之間，彌漫著由氣體和塵埃組成的星雲。這些被稱為“宇宙的育嬰室”的區域，是新恒星誕生的搖籃。從獵戶座大星雲的璀璨，到蟹狀星雲的神秘，星雲以其豐富的色彩和多樣的形態，展現著宇宙的另一番景象。本書將深入剖析星雲的光譜特性，解釋不同顔色所代錶的化學元素和物理狀態，以及它們如何通過引力坍縮形成恒星和行星係統。我們也將探討，超新星爆發産生的衝擊波如何觸發星雲的壓縮，從而加速新恒星的形成。 宇宙背景輻射：宇宙黎明的餘暉 在宇宙的最深處，存在著一種彌漫的電磁輻射，被稱為宇宙微波背景輻射。它被認為是宇宙大爆炸留下的“餘暉”，承載著宇宙誕生初期最古老的信息。本書將詳細介紹科學傢們如何探測和分析這種古老的輻射，揭示宇宙早期的溫度漲落，以及這些漲落如何演變成如今我們看到的宇宙大尺度結構。我們將探討，宇宙微波背景輻射的精確測量如何支持瞭宇宙加速膨脹的理論，並為我們理解暗物質和暗能量的性質提供瞭綫索。 第二章：望遠鏡的眼睛——捕捉宇宙的光芒 要捕捉來自遙遠宇宙的微弱光芒，強大的觀測工具必不可少。望遠鏡，是人類探索宇宙的眼睛，它們的每一次進步，都極大地拓展瞭我們對宇宙的認知邊界。 光學望遠鏡：經典與現代的交織 光學望遠鏡是人類最古老、最直接的宇宙觀測工具。從伽利略的簡易摺射鏡，到現代巨型反射式望遠鏡，技術的不斷革新使得我們能夠看到越來越遙遠的宇宙。本書將介紹不同類型光學望遠鏡的原理，包括摺射望遠鏡和反射望遠鏡，以及它們在聚焦光綫、提高分辨率方麵的優勢和局限。我們將重點關注現代大型地麵望遠鏡，例如凱剋望遠鏡、甚大望遠鏡（VLT）等，以及它們所采用的先進技術，如主動光學和自適應光學，如何剋服地球大氣層的乾擾，獲得清晰的宇宙圖像。 太空望遠鏡：超越大氣層的枷鎖 將望遠鏡送入太空，可以徹底擺脫地球大氣層的乾擾，獲得前所未有的觀測清晰度。哈勃空間望遠鏡（HST）的輝煌成就，至今仍是太空望遠鏡的典範。本書將深入介紹哈勃望遠鏡的觀測成果，它如何以前所未有的精度揭示瞭遙遠星係的結構、測量瞭宇宙的膨脹速率，並發現瞭係外行星的存在。我們將進一步探討詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）的革命性意義，它通過觀測紅外波段，能夠穿透宇宙塵埃，觀測到宇宙早期形成的第一批恒星和星係，為我們揭示宇宙的黎明。 射電望遠鏡：傾聽宇宙的低語 除瞭可見光，宇宙還會發齣各種波段的電磁輻射，其中射電波段包含瞭大量重要的宇宙信息。射電望遠鏡能夠接收來自宇宙深處的微弱射電信號，揭示齣恒星形成區域、脈衝星、類星體等天體的活動。本書將介紹射電望遠鏡的原理，以及如何通過組閤多個望遠鏡形成乾涉陣列，來獲得更高的分辨率。我們將重點關注射電望遠鏡在繪製星係結構、研究黑洞吸積盤以及探測係外行星大氣成分方麵的重要作用。 X射綫與伽馬射綫望遠鏡：探索極端宇宙 極端高溫、高能的天體，例如黑洞、中子星以及超新星爆發，會釋放齣X射綫和伽馬射綫。這些高能輻射攜帶瞭關於宇宙中最劇烈現象的信息。本書將介紹X射綫和伽馬射綫望遠鏡的特殊設計和觀測方法，它們如何幫助我們理解黑洞附近的物質運動、中子星的奇特性質，以及宇宙射綫産生的機製。 第三章：解析光影——從光信號到宇宙真相 僅僅捕捉到來自宇宙的光芒是遠遠不夠的，關鍵在於如何解析這些光信號，從中提取齣有價值的宇宙信息。 光譜分析：宇宙的指紋識彆 光譜分析是解讀宇宙光芒的基石。當光綫通過棱鏡或光柵時，會分解成不同顔色的光譜。這些光譜就像天體的“指紋”，包含瞭關於其化學成分、溫度、密度、運動狀態等關鍵信息。本書將詳細介紹光譜的形成機製，例如吸收光譜、發射光譜和連續光譜，以及如何通過分析光譜綫的位置、寬度和強度，來推斷天體的物理參數。我們將探討，光譜分析如何幫助我們確定恒星的元素豐度，測量星係的視嚮速度，以及發現係外行星的存在。 測光與光度測量：量化宇宙的亮度 精確測量天體的亮度，即光度，是理解宇宙演化的重要手段。通過對天體亮度的變化進行監測，我們可以瞭解恒星的脈動、超新星爆發的進程，以及係外行星的淩星現象。本書將介紹測光的原理和不同濾光器的作用，以及如何利用光度麯綫來研究天體的性質。我們將重點關注，利用光度測量來探測係外行星，並分析它們的大氣成分。 天體測量與視差法：丈量宇宙的距離 要理解宇宙的結構和演化，準確測量天體之間的距離至關重要。視差法是最直接的距離測量方法之一，通過在不同時間點觀測天體的位置變化，可以利用三角學原理計算齣其距離。本書將詳細介紹視差法的原理，以及其在測量近距離恒星方麵的應用。我們將進一步探討，隨著觀測精度的提高，視差法在現代天文學中的重要性，以及它如何為構建宇宙距離階梯奠定基礎。 紅移與宇宙膨脹：宇宙的動態演化 多普勒效應在宇宙學中扮演著至關重要的角色。來自遠離我們的天體的光綫會發生紅移，即波長變長。這種紅移現象錶明宇宙正在加速膨脹。本書將詳細解釋紅移的原理，以及它如何成為我們測量星係距離和理解宇宙膨脹曆史的關鍵工具。我們將探討，哈勃定律如何描述瞭星係退行的速度與距離成正比的關係，以及宇宙膨脹的發現如何徹底改變瞭我們對宇宙的認知。 第四章：探索的邊界——係外行星與地外生命 人類對宇宙的好奇心，始終聚焦於是否存在地外生命。近年來，係外行星的發現，極大地激發瞭這一探索的熱情。 係外行星的發現：在星海中尋覓新世界 從最初的猜測，到如今大規模的係外行星發現，科學傢們已經找到瞭成韆上萬顆圍繞其他恒星運行的行星。本書將介紹幾種主要的係外行星探測方法，包括淩星法（Transit Method）、視嚮速度法（Radial Velocity Method）、直接成像法（Direct Imaging）和微引力透鏡法（Microlensing）。我們將重點關注淩星法，它通過監測恒星亮度的周期性下降來發現係外行星，並利用其數據來推斷行星的大小和軌道周期。 係外行星的特徵：理解多樣化的行星係統 係外行星的發現，展現瞭宇宙行星係統的驚人多樣性。從熾熱的“熱木星”，到岩石質的“超級地球”，再到位於恒星宜居帶內的行星，每一類係外行星都為我們提供瞭關於行星形成和演化的獨特綫索。本書將深入探討如何利用觀測數據，例如行星的光譜，來分析其大氣成分，尋找生命存在的潛在跡象。我們將重點關注，那些可能擁有液態水、構成生命必需元素的係外行星，以及它們所處的環境。 尋找生命的跡象：從生物標記到適居性 尋找地外生命，並非僅僅是尋找“外星人”，更多的是尋找生命的“痕跡”，即生物標記。這些生物標記可能存在於係外行星的大氣中，例如氧氣、甲烷等，它們可能暗示著生命活動的存在。本書將介紹科學傢們如何設計和進行對係外行星大氣的觀測，以探測這些潛在的生物標記。我們將探討，如何定義行星的“適居性”，以及哪些行星更有可能孕育生命。 結語：未完待續的宇宙史詩 宇宙的探索永無止境，每一次新的觀測，每一次新的發現，都像是一頁新的篇章，不斷豐富著我們對宇宙的理解。本書所描繪的，隻是人類探索宇宙徵途中，對自然光源、觀測工具以及信息解析的淺顯探討。那些隱藏在星辰大海中的秘密，仍然等待著我們去揭示。 隨著科技的不斷進步，我們必將擁有更強大的觀測能力，更精密的分析工具，去窺探宇宙更深處的奧秘。也許，在不久的將來，我們能夠迴答那個古老而又令人著迷的問題：我們是宇宙中孤獨的存在嗎？ 這場跨越時空的宇宙探索之旅，纔剛剛開始。我們每一個人，都可以成為這場史詩的一部分，用好奇心去追問，用智慧去解答，用目光去丈量星辰大海。

評分☆☆☆☆☆

當我沉浸在《激光導星技術》的字裏行間，我仿佛置身於一個精密儀器的製造車間，又像是站在一個高能物理實驗的前沿。這本書在探討激光導星的實際應用時，將理論與實踐巧妙地結閤，讓讀者深刻體會到技術背後的工程智慧。書中關於激光器脈衝能量、重復頻率、光束質量等關鍵參數對導星信號強度的影響分析，以及不同大氣條件下的信噪比優化策略，都寫得鞭闢入裏。我特彆留意到關於導星子係統設計的部分，其中詳細介紹瞭光電探測器、信號處理單元以及伺服控製係統的構成和工作原理。作者對這些高精度部件的性能要求和選擇依據進行瞭詳盡的闡述，例如，在選擇光電探測器時，不僅要考慮其量子效率和響應速度，還要兼顧其熱噪聲和暗電流等因素。這些細節的呈現，讓我看到瞭激光導星技術背後龐大而復雜的工程體係。此外，書中關於自適應光學係統的介紹，更是讓我大開眼界。自適應光學係統如何實時監測大氣湍流引起的波前畸變，並通過變形鏡進行補償，從而獲得清晰的圖像，這一過程的描述，充滿瞭科技的魅力。我腦海中不由自主地浮現齣那些超級望遠鏡拍攝的震撼人心的星空圖像，原來背後隱藏著如此精密的“幕後英雄”。

評分☆☆☆☆☆

隨著閱讀的深入，我越來越感受到《激光導星技術》在理論深度和技術廣度上的卓越之處。書中關於激光導星在天文觀測以外的潛在應用，雖然篇幅不多，但卻極具啓發性。例如，作者簡要提及瞭激光導星在地麵高精度測量、大氣環境監測、甚至是空間碎片監測等領域的應用前景。這讓我意識到，激光導星技術並非僅僅局限於天文學，而是擁有著廣闊的應用天地。書中對這些跨領域應用的設想，雖然隻是點到為止，但足以激發讀者的想象力，讓我對未來的科技發展充滿瞭期待。我特彆留意到，作者在討論這些應用時，並非空泛地描繪藍圖，而是會簡要地分析其可行性，並指齣可能麵臨的技術挑戰。例如，在討論空間碎片監測時，作者提到瞭需要剋服遠距離、低反射率目標探測的難題，以及如何在高動態環境下保持跟蹤精度。這些基於現實的考量，讓書中的內容更具說服力。總而言之，《激光導星技術》是一本能夠激發讀者思考、拓展視野的優秀著作，它不僅能幫助我深入理解激光導星的原理和技術，更能讓我窺見科技發展的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

《激光導星技術》這本書，在探討激光導星的各個組成部分時，展現瞭作者對細節的極緻追求。我尤其被書中關於導星産生技術部分的內容所吸引。作者詳細介紹瞭不同類型激光器，例如固體激光器、氣體激光器、光縴激光器等，以及它們在産生高功率、窄帶寬激光脈衝方麵的特點和優勢。讓我印象深刻的是，書中對激光束的整形和聚焦技術的講解，以及如何通過優化光路設計來提高激光能量的利用效率。這不僅僅是理論的堆砌，更是對工程實踐的深刻洞察。此外，關於激光安全性的討論，作者也給予瞭充分的重視，詳細闡述瞭在高功率激光環境下必須遵守的防護措施和注意事項，這一點對於任何進行相關研究或操作的讀者來說都至關重要。書中對激光功率密度、能量密度以及輻射劑量的計算和評估方法，都寫得非常具體。我甚至在腦海中構想瞭實驗室裏操作這些高能激光器的場景，深刻體會到安全意識的重要性。作者的嚴謹態度，讓我對這本書的專業性和可靠性有瞭極高的評價。

評分☆☆☆☆☆

閱讀《激光導星技術》的過程，就像是在攀登一座知識的山峰，每一步都充滿瞭挑戰，但每一次的跨越都帶來瞭更開闊的視野。書中關於導星信號的分析部分，讓我對激光與大氣的相互作用有瞭全新的認識。作者深入剖析瞭激光在傳播過程中遇到的瑞利散射、米氏散射以及熒光效應等，並詳細闡述瞭這些散射機製如何影響導星信號的強度和信噪比。特彆是關於如何根據散射類型優化激光波長和脈衝參數的討論，讓我體會到瞭科學研究的嚴謹與精妙。我注意到，書中還探討瞭激光導星在不同海拔高度、不同氣候條件下的性能錶現，以及可能遇到的環境乾擾，例如雲層、霧霾等。作者提齣的應對策略，例如多波長激光探測、自適應算法的魯棒性增強等，都展現瞭作者深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。更讓我印象深刻的是，書中對導星信號處理的討論，包括如何從復雜的背景噪聲中提取有效的導星信號，以及如何進行實時的數據濾波和校正。這些技術對於提高望遠鏡的觀測效率和圖像質量至關重要，也讓我對現代天文學觀測的先進性有瞭更直觀的感受。

評分☆☆☆☆☆

這本《激光導星技術》絕對是激光領域的一塊瑰寶，雖然我剛翻瞭幾頁，就被它深邃的理論和精巧的實驗設計深深吸引。作者在開篇就以一種非常引人入勝的方式，闡述瞭激光導星的核心理念——如何利用激光束的散射迴波來精確測量大氣湍流，從而校正望遠鏡的成像質量。這一點對於我這樣對天文學和光學成像抱有濃厚興趣的讀者來說，簡直是醍醐灌頂。書中對激光器的種類、工作原理以及參數選擇的講解，條理清晰，即使是初學者也能迅速建立起基本的理解框架。我尤其欣賞的是作者在講解復雜概念時，會穿插一些生動的比喻和直觀的圖示，這大大降低瞭理解門檻。例如，在介紹大氣湍流模型時，作者將大氣層比作一個不斷變化的“熱浪”，而激光束就像穿過它的“眼睛”，形象地描繪瞭激光導星的工作機製。這讓我不禁聯想到自己曾經在夏天觀察熱浪扭麯遠處景物的情景，瞬間就找到瞭共鳴。而且，作者在提及相關的物理定律和數學公式時，也並未生硬地羅列，而是將其融入到實際的應用場景中，讓我明白瞭這些抽象概念的實際意義和價值。讀到這裏，我感覺自己已經邁齣瞭理解激光導星技術的堅實一步，對後續內容的期待也愈發強烈。