现代光电信息技术及应用

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1、现代光电信息技术及应用制作：周慧敏目录激光告警技术及应用瞬态表面高温光电探测技术及应用甲烷浓度光电测试技术及其应用棱镜反射光技术及其在溶液浓度测量中的应用大规模专业培训BZ人眼视光学特性光电信息技术及应用激光光幕技术及应用第一章激光告警技术和应用本章的主要内容有:1.现代光电信息技术2.激光告警技术定义、装置、应用方式和理想的激光告警装置应满足的要求。3.光谱识别型激光告警技术A.成像光谱型告警技术的阵列单元组成、多元相关告警原理、杂散光干扰的抑制。B.成像光谱识别型激光告警装置的构成，优缺点及实例。4.相干识别型激光告警技术第一章激

2、光告警技术和应用A.F-P标准具的结构及工作原理及典型F-P型激光告警系统。B.迈克尔逊（Michelson）型干涉型激光告警技术原理及优缺点。C.光栅衍射型激光告警的工作原理、系统设计及参数选择D.傅里叶变换激光告警的基本理论、分辨力和光谱函数、干涉图采样、告警技术、等效斜楔干涉具设计、信号采集与处理系统设计等。E.其他相干激光告警技术5.激光告警技术的发展趋势第一章激光告警技术和应用1现代光电信息技术多学科综合技术：光学技术、光电子技术、微电子技术、信息技术、光信息技术、计算机技术、图像处理技术等。研究内容：光的辐射、传输、探测、

3、光与物质相互作用以及光电信息的转换、存储、处理与显示等。特点：其一，有效延伸人眼的视觉功能，使其探测阈值达到光子探测的极限水平；其二：以光为信息载体，结合计算机的研究成果，极大提高了光电系统的响应速度、带宽和信息容量。第一章激光告警技术和应用2激光告警技术：是光电对抗的组成部分，它是指在太阳光、闪电、雷电等光干扰复杂背景下，实时、可靠地告警敌方激光威胁的存在，确定威胁源的方位、种类及工作特性，进行光电报警的技术。装置：它是指用来探测和识别敌方来袭激光特征信息的光电被动侦察设备。应用方式：一种是自保护方式；另一种是电子侦察方式。装置构成

4、：有辐射探测和信息处理两部分。装置分类：主要分为光谱识别型和相干识别型。第一章激光告警技术和应用3光谱识别型激光告警技术非成像光谱识别型激光告警装置：通常采用具有特定空间分布的光电二极管作为激光告警元件,来确定威胁源的方位,若在圆形阵列中均匀分布N个光电二极管,则水平方向的角度分辨力为180°/2N。优点：结构简单、技术难度小、成本低、告警灵敏度高。缺点：只能探测有限的几个特定波长、定位精度高，虚警率高。阵列单元：激光告警头、信号处理器及报警/显示器。多元相关告警原理：当有来袭激光进入该阵列单元时,信号经放大后由两阈值比较器进行比较,

5、把低于阈值的噪声滤出,此后送至相关处理器。杂散光干扰的抑制措施：光谱滤波、电子滤波和门限控制。第一章激光告警技术和应用告警器自身的白噪身是产生虚警的主要因素之一。适当增加阵列单元的数量可以提高角分辨力。光纤天线激光告警机的原理图和组成见图1-1。第一章激光告警技术和应用成像光谱识别型激光告警设备：由探测和显控两个部件组成。优点：视场大、角分辨力、虚警率低。缺点：光学系统复杂，只能单波长工作且成本高，难小型化。鱼眼透镜：一种焦距极短且视角很大的广角镜头。优点：可以凝视半球或超半球空域。作用：以畸变为代价而大幅扩大视角的一种特殊光学系统“

6、拉赫韦斯”（LAHAWS）成像型激光告警设备的工作原理：鱼眼透镜：接收的激光辐射通过4：1分束镜分成两个光学通道，80％的光能通过窄带滤光片，经光谱滤光后聚集于CCD光敏面，其20％的光再经两块分束镜和窄带滤光片进一步分成1；1的两条光学通道，各自进入一个PIN硅光电二极管探测器中，其中一个通道包含激光和背景信号，另一个通道只包含背景信号，经相减放大，把PIN光电二极管的输出，经差分放大和高阈值比较器处理后，区分出背景照明和激光辐射，产生音响和灯光指示。第一章激光告警技术和应用4相干识别型激光告警技术相干识别型激光告警装置的分类：基于

7、分振幅干涉的激光告警装置（布里-珀罗（F-P）型、迈克逊型、傅里叶变换）和基于分波面干涉的激光告警装置（光栅衍射型）。F-P标准具：由两块内表面镀有半反半透膜的相距为d的平行玻璃板组成。标准具出射光强I与折射角θ′的关系:光强透过率T(θ)与θ′的关系第一章激光告警技术和应用标准具出射光强I和折射角θ‘的关系曲线第一章激光告警技术和应用从上面曲线可以看出：在I-θ‘的曲线中可见出射光强信号是一个随θ′变化的调频波，对称分布于θ=θ′=0的两侧。当θ=θ′=0时，在A点的位置，ψ=ψ0。在B点的位置θ＇=θB＇出射光强极小，则：ΨB=Ψ

8、0-π第一章激光告警技术和应用F-P标准具型激光告警装置：利用F-P标准具对激光的调制特性来告警和识别激光的，它包括一个或多个F-P标准具，其后接有CCD。优点：具有视场大、虚警率低、角分辨力高。缺点：难以探测单、窄脉冲