激光雷達技術(上下冊)（簡體書）

《激光雷達技術(套裝上下冊)》較系統地介紹了與激光雷達有關的光電輻射源，探測器、大氣和波導介質的傳輸特性，目標和背景環境的光學特性。《激光雷達技術(套裝上下冊)》介紹激光雷達的基本原理與結構，闡述相關的輻射源、探測和傳輸的物理數學問題和關鍵技術，簡介各種激光雷達在國防建設和國民經濟各個部門中的應用。《激光雷達技術(套裝上下冊)》從激光雷達的多功能化、小型化、全固態化和網絡化的角度考慮問題，對系統技術和關鍵技術也進行了較詳盡的介紹，力爭能反映該領域的新成就和新動向。《激光雷達技術(套裝上下冊)》可作為從事激光雷達研制、生產和應用的工程技術人員，氣象學部門、環保部門和武器系統使用部門的專業人員的參考書，也可作為大學生、研究生的專業參考書。

激光雷達技術(上冊)
第1章 概論
1.1 引言
1.2 發展簡史
1.2.1 理論基礎和工程實踐準備階段
1.2.2 激光雷達的興起和發展
1.2.3 激光雷達的發展趨勢
1.3 激光雷達的特點
1.3.1 一般特點
1.3.2 新世紀激光雷達發展的特點
1.4 激光雷達的分類
1.5 激光雷達的應用
1.5.1 在國防建設中的應用
1.5.2 在國民經濟和日常生活中的應用
1.6 激光雷達系統工程概念
參考文獻

第2章 激光雷達基本物理知識
2.1 基本物理概念
2.1.1 波長和頻率
2.1.2 基本物理量
2.1.3 光譜物理量
2.1.4 光子物理量
2.1.5 光學量
2.1.6 輻射和物質相互作用的基本物理量
2.2 基本物理定律
2.2.1 理想黑體與基爾霍夫定律
2.2.2 朗伯余弦定律
2.2.3 斯蒂芬玻耳茲曼定律
2.2.4 維恩位移定律
2.2.5 瑞利金斯定律
2.2.6 普朗克輻射定律
2.2.7 愛因斯坦輻射公式和系數
2.3 定律推論
2.3.1 輻射源的光譜效率和工程最佳值
2.3.2 對比度
2.3.3 空間頻譜特性
2.4 實際輻射體
2.4.1 輻射功率特性
2.4.2 影響發射率的因素
參考文獻

第3章 光度學和輻射度學基礎
3.1 基本概念
3.1.1 立體角
3.1.2 輻射度學量
3.1.3 光度學量
3.1.4 輻射度量和光度量的關係
3.2 基本度量原理
3.2.1 反平方定律
3.2.2 疊加原理
3.2.3 互易定理
3.2.4 立體角投影定理
3.3 輻射量的計算
3.3.1 朗伯余弦體
3.3.2 圓盤
3.3.3 球面
3.3.4 半球面
3.3.5 點源
3.3.6 小面源
3.3.7 擴展源
3.3.8 線狀源
3.4 黑體輻射的簡易計算
3.4.1 黑體輻射函數表
3.4.2 黑體輻射計算的近似公式
3.4.3 黑體輻射圖表計算方法
參考文獻

第4章 光電測量技術
4.1 光電測量基本概念和原理
4.1.1 標準測量的重要性
4.1.2 輻射度標準基本測量方法
4.1.3 輻射度測量的標準輻射源
4.1.4 輻射測量的基本問題
4.2 光度學測量
4.2.1 基本概念和重要性
4.2.2 光照度標準
4.2.3 光度導軌
4.2.4 發光強度測量
4.2.5 光通量測量
4.2.6 亮度的測量
4.2.7 單色儀
4.3 光譜學測量
4.3.1 光譜儀結構和原理
4.3.2 傅里葉變換基本原理
4.3.3 儀器特點
4.3.4 用途
4.4 色度學基本規律
4.4.1 色度學與成像探測技術
4.4.2 顏色測量
4.4.3 人眼的顏色效應
4.4.4 色調、飽和度和明度
4.4.5 三原色原理
4.4.6 色品圖
4.4.7 色溫、照度與人體感受的舒適度
4.5 色度學的測量
4.5.1 色度學測量的作用與基本概念
4.5.2 分光測色儀——紅外分光光度計
4.5.3 色度計
4.6 光電測量技術
4.6.1 基本概念
4.6.2 基本特點
4.6.3 測量的法律法規
4.6.4 基本測量要素和原則
4.6.5 測量誤差
4.6.6 測量結果的評價
4.6.7 數據處理
4.6.8 測量結果與定標
4.7 激光參數測量
4.7.1 激光的基本特性參數測量
4.7.2 激光空域特性參數測量
4.7.3 激光時域特性參數測量
4.7.4 半導體激光器參數測量
4.8 光電探測器參數測量
4.8.1 光電探測器基本特性參數測量
4.8.2 半導體光電探測器參數測量
4.9 光探測和光通信參數測量
4.9.1 輻射度和色度計量標準
4.9.2 激光接收系統計量標準
4.9.3 激光發射系統計量標準
4.9.4 光電綜合測量系統
4.9.5 光學傳遞函數
4.10 光電測量系統的性能
4.10.1 測量系統靜態特性
4.10.2 測量系統動態特性
4.10.3 現代光電測量技術的發展
參考文獻

第5章 激光雷達探測原理
5.1 激光雷達基本概念
5.1.1 激光雷達的基本組成及功能
5.1.2 主要戰術參數
5.1.3 主要技術參數
5.2 激光雷達作用距離方程
5.2.1 標準形式
5.2.2 特殊形式
5.3 探測概率和虛警概率
5.3.1 引言
5.3.2 目標探測統計模型
5.3.3 非相干激光雷達模型
5.3.4 相干激光雷達模型
5.4 激光雷達的性能參數
5.4.1 基本概念
5.4.2 背景噪聲
5.4.3 信噪比
5.4.4 噪聲因子
5.4.5 等效噪聲功率
5.5 多路徑效應和搜索視場
5.5.1 多路徑效應
5.5.2 搜索視場
5.6 激光雷達優化原理
5.6.1 系統信噪比優化原理
5.6.2 系統效率優化原理
參考文獻

第6章 激光雷達發射與接收技術
6.1 發射和接收技術概述
6.2 激光雷達發射系統
6.2.1 激光發射系統的一般結構
6.2.2 激光發射波形
6.2.3 激光調制
6.2.4 激光放大
6.2.5 激光準直和掃描
6.3 相干激光雷達發射機
6.3.1 光柵選支技術
6.3.2 穩頻技術
6.3.3 本振光功率控制技術
6.4 激光雷達接收技術基本要求
6.4.1 基本要求
6.4.2 激光直接接收
6.4.3 激光外差接收
6.4.4 對探測器的基本要求
6.4.5 對信號處理的基本要求
6.5 激光雷達接收機
6.5.1 脈沖接收
6.5.2 連續波接收
6.5.3 接收機解調
6.6 相干激光雷達接收機
6.6.1 混頻定理與混頻效率
6.6.2 天線定理
6.6.3 波前匹配
6.6.4 偏振控制
6.7 激光雷達的發射接收機設計原則
6.7.1 體制的選擇原則
6.7.2 系統整機的主要參數
6.7.3 相干激光雷達接收系統主要參數
6.7.4 相干激光雷達接收系統計算基本公式
6.7.5 接收機性能評估
參考文獻

第7章 激光雷達的輻射源
7.1 標準黑體輻射源
7.1.1 黑體輻射計算近似公式和圖表計算方法
7.1.2 輻射源的光譜效率和工程最佳值
7.1.3 輻射對比度
7.1.4 輻射體的功率特性
7.1.5 影響輻射體發射率的因素
7.1.6 實際黑體輻射源
7.1.7 黑體輻射源的定標
7.1.8 其他標準輻射源
7.2 激光輻射源
7.2.1 激光輻射基本原理
7.2.2 激光的特點
7.2.3 激光光束特性
7.2.4 激光器參數的測試與定標
7.2.5 氣體激光器
7.2.6 固體激光器
7.2.7 激光二極管
7.2.8 新型激光二極管
7.2.9 二極管泵浦固體激光器
7.2.10 光纖激光器
7.2.11 激光輻射源單元模塊集成組件
7.3 陣列激光輻射源
7.3.1 微透鏡陣列和微光柵陣列
7.3.2 陣列激光二極管
參考文獻

第8章 激光雷達的探測器
8.1 探測器的分類和發展簡史
8.1.1 探測器的分類譜系
8.1.2 發展簡史
8.2 特性參數
8.2.1 響應率（響應度）
8.2.2 信噪比
8.2.3 探測率或歸一化探測率（探測度）
8.2.4 其他參數
8.2.5 探測器的極限性能
8.3 光子探測器
8.3.1 光子探測器的物理效應
8.3.2 內光電效應探測器
8.3.3 光電二極管
8.3.4 PIN型硅光電二極管
8.3.5 雪崩光電二極管
8.3.6 四象限光電二極管
8.3.7 光電位置敏感器
8.3.8 肖特基勢壘二極管
8.3.9 異質結光電二極管
8.3.1 0其他光子探測器
8.4 光纖探測器
8.5 固態陣列探測器
8.5.1 陣列探測器的關鍵技術
8.5.2 MOS結構
8.5.3 微電子機械系統技術
8.5.4 焦平面陣列技術
8.5.5 電荷耦合器件
參考文獻

第9章 背景與目標光學特性
9.1 研究對象與意義
9.2 地球背景的光學特性
9.2.1 激光雷達下視探測的背景
9.2.2 激光雷達上視探測的背景
9.2.3 地球大氣系統的熱輻射
9.2.4 水面的輻射和反射
9.2.5 地表特徵物的輻射和反射
9.3 目標光學特性
9.3.1 概述
9.3.2 基本概念
9.3.3 各類目標的激光雷達截面
9.3.4 有動力飛行器
9.3.5 地面車輛
9.3.6 水面艦艇
9.4 生命體的紅外輻射
參考文獻

第10章 激光的大氣傳輸特性
10.1 意義和主要研究內容
10.2 大氣的空間組成
10.2.1 地球大氣組成層次
10.2.2 大氣模式
10.2.3 輻射的大氣傳輸方程
10.2.4 大氣窗口
10.3 大氣輻射的物理現象
10.3.1 大氣對輻射和激光的反射
10.3.2 大氣對輻射和激光的折射
10.3.3 大氣對輻射和激光的衍射
10.3.4 其他大氣光學現象
10.4 大氣對輻射和激光的吸收
10.4.1 大氣吸收現象
10.4.2 大氣吸收的研究方法
10.5 大氣對激光的散射
10.5.1 大氣散射現象
10.5.2 散射的物理模型
10.5.3 確定大氣散射系數的實用方法
10.5.4 氣溶膠粒子散射的衰減
10.5.5 氣溶膠與電磁輻射和光輻射的相互作用
10.5.6 吸收和散射對大氣衰減的聯合效應
10.5.7 LOWTRAN(LOWresolutionTRANsmission)法
10.6 大氣湍流效應
10.6.1 大氣湍流效應簡介
10.6.2 湍流對大氣的折射率影響
10.6.3 強度閃爍
10.6.4 光束擴展
10.6.5 源像抖動
10.6.6 光束漂移
10.6.7 湍流的其他影響
10.7 氣象對激光傳輸的影響
參考文獻

激光雷達技術（下冊）
第11章 搜索和跟蹤
11.1 概論
11.1.1 地位和作用
11.1.2 基本內容及特性
11.2 搜索與跟蹤系統特性
11.2.1 基本作用距離方程
11.2.2 系統的基本參數
11.2.3 系統信噪比
11.3 搜索與跟蹤系統
11.3.1 系統基本要求
11.3.2 光機掃描裝置
11.3.3 溫度傳感器
11.3.4 搜索與跟蹤系統的結構
11.3.5 搜索與跟蹤系統設計
11.3.6 遙感系統
11.4 成像搜索與跟蹤技術
11.4.1 概述
11.4.2 組成結構
11.4.3 圖像信號處理系統的基本要求
11.4.4 成像搜索與跟蹤系統設計
11.5 多目標探測、識別與跟蹤
參考文獻

第12章 建模與仿真
12.1 基本概念
12.1.1 基本概念和分類
12.1.2 主要數學工具
12.2 應用與發展前景
12.2.1 系統工程分析的應用
12.2.2 系統使用訓練和培訓中應用
12.2.3 系統研發、設計和試制中應用
12.2.4 計算機集成製造系統的應用
12.2.5 發展方向和趨勢
12.3 激光雷達建模與仿真
12.3.1 激光雷達虛擬製造系統
12.3.2 激光雷達應用背景的半實物仿真
12.3.3 激光雷達目標光學特性的建模與仿真
12.3.4 激光雷達系統光學收發天線的計算機輔助設計
12.3.5 激光雷達系統功能的建模與仿真
參考文獻

第13章 激光雷達系統
13.1 測距跟蹤激光雷達
13.1.1 基本原理
13.1.2 基本性能參數
13.1.3 脈沖測距激光雷達
13.1.4 連續波測距激光雷達
13.1.5 單脈沖跟蹤激光雷達
13.1.6 CO2相干測距跟蹤激光雷達
13.1.7 星載激光雷達
13.2 測速激光雷達
13.2.1 測速激光雷達的基本要求
13.2.2 相干激光多普勒測速原理
13.2.3 車/機載CO2相干激光多普勒雷達
13.2.4 測風激光雷達
13.2.5 尖峰效應測風激光雷達
13.2.6 差動激光多普勒技術
13.2.7 多通道微血管血液流動監測儀
13.3 微脈沖激光雷達
13.3.1 基本原理
13.3.2 微脈沖激光雷達的技術關鍵
13.3.3 微脈沖激光雷達結構與應用
參考文獻

第14章 成像激光雷達
14.1 成像探測技術基本概念
14.1.1 作用和地位
14.1.2 成像探測基本框圖和功能
14.1.3 成像激光雷達分類
14.1.4 應用
14.2 成像激光雷達的結構
14.2.1 圖像采集傳感器
14.2.2 數字圖像處理系統
14.3 圖像處理基礎
14.3.1 基本概念
14.3.2 數學基礎
14.3.3 基本處理方法
14.4 計算機圖像處理
14.4.1 圖像的數字變換
14.4.2 影響圖像質量的基本因素
14.4.3 偽彩色和假彩色增強顯示
14.5 相干成像激光雷達
14.5.1 CO2相干成像激光雷達
14.5.2 合成孔徑激光成像雷達
14.5.3 光控相控陣成像激光雷達
14.5.4 焦平面凝視成像
14.5.5 CCD成像系統簡介
14.6 紫外、雙色探測和多光譜成像
14.6.1 紫外探測
14.6.2 多光譜成像
參考文獻

第15章 激光雷達系統設計
15.1 激光雷達系統總體技術
15.1.1 激光雷達系統總體的系統分析與綜合
15.1.2 激光雷達系統總體指標估算和精度
15.2 系統可靠性
15.2.1 系統可靠性的基本概念
15.2.2 系統可靠性的基本參數
15.2.3 系統可靠性模型
15.2.4 系統的可靠性預計和指標分配
15.2.5 系統的可靠性設計原則和評估
15.3 系統環境適應性
15.3.1 環境適應性的主要內容
15.3.2 工作環境的適應性
15.3.3 激光雷達系統可靠性與環境適應性
15.4 系統可維護性
15.4.1 系統可維護性基本概念
15.4.2 系統可維護性的設計
15.4.3 系統可維護性的內容
15.5 系統總體試驗和測試
15.5.1 系統總體試驗和測試主要內容
15.5.2 系統總體試驗和測試主要方法
15.5.3 系統總體性能評估
15.6 測距跟蹤激光雷達系統設計
15.6.1 武器系統的基本要求
15.6.2 系統分析
15.6.3 系統方案初步選擇
15.6.4 系統結構與參數
15.6.5 測距系統性能分析
15.6.6 跟蹤隨動系統
15.6.7 總體結構設計
15.6.8 測距跟蹤激光雷達系統性能測試和性能評估
參考文獻

第16章 激光雷達的應用
16.1 激光雷達在合作目標空間航天器交會對接中的應用
16.1.1 背景和基本概念
16.1.2 基本結構和特性
16.1.3 建模與仿真
16.2 激光雷達在反衛星天基精密跟瞄系統中的應用
16.2.1 背景和概念
16.2.2 基本結構與特性
16.3 激光雷達在精確制導和綜合火控系統中的應用
16.3.1 背景和概念
16.3.2 技術要求和特點
16.3.3 綜合火控激光雷達
16.4 激光雷達在巡航導彈圖像匹配制導中的應用
16.4.1 背景和概念
16.4.2 組成和原理
16.4.3 防巡航導彈對地攻擊球載成像激光雷達網絡
16.5 激光雷達在地形回避和防撞中的應用
16.5.1 背景與概念
16.5.2 LOTAWS系統結構與特性
16.6 激光雷達在大氣探測和環境監測中的應用
16.6.1 物理模型
16.6.2 全球大氣化學國際合作計劃
16.6.3 差分吸收激光雷達
16.6.4 測云激光雷達
16.7 水下探測藍綠激光雷達
16.7.1 藍/綠激光器
16.7.2 激光在水中的傳輸特性
16.7.3 對海探測激光雷達
參考文獻

第17章 自由空間激光通信系統
17.1 引言
17.2 自由空間激光通信的關鍵技術
17.2.1 傳輸信道的影響
17.2.2 通信鏈有效鏈長允許的功率余量
17.2.3 精密跟蹤和瞄準
17.3 FSO系統數字化
17.3.1 信息的基本概念
17.3.2 信息的編碼和調制
17.3.3 信道容量和誤碼率
17.4 自由空間光通信主要元器件
17.4.1 光源
17.4.2 光探測器
17.4.3 光中繼器件和放大器
17.4.4 光網絡器件
17.5 FSO系統設計
17.5.1 點對點通信鏈路
17.5.2 設計原理
17.5.3 FSO系統的功率損耗預算
17.5.4 最大衰減值
17.5.5 最大通信鏈長計算
17.6 多傳感器數據融合
17.6.1 引言
17.6.2 基本概念和定義
17.6.3 多傳感器數據融合簡介
17.6.4 多傳感器數據融合應用
17.6.5 發展趨勢
參考文獻

第18章 激光雷達發展趨勢
18.1 激光雷達的光電對抗
18.1.1 基本概念
18.1.2 光電偵察
18.1.3 光電干擾
18.1.4 光電防御
18.1.5 光電隱身及屏蔽
18.2 激光雷達理論的發展
18.2.1 經典電磁理論
18.2.2 量子理論
18.2.3 光電子基本量子效應
18.2.4 光子晶體
18.2.5 集成光學理論
18.2.6 微系統理論
18.3 激光雷達與信息化、微型化戰爭
18.3.1 信息化指揮系統
18.3.2 智能武器系統
18.4 激光雷達產業化
18.4.1 科學、技術和工程
18.4.2 人類、環境和經濟
18.4.3 保障條件
參考文獻
附錄A術語
附錄B基本物理量單位、符號及物理常數（MKSA制）