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第1章 概论&何启予1

1.1概述1

1.2红外导引头的概念及组成3

1.2.1概念3

1.2.2组成3

1.3红外导引头的地位与作用31

1.4红外导引头总体设计的准则32

1.4.1设计依据33

1.4.2确定主要技术方案34

1.5红外导引技术的发展35

1.5.1红外点源抗干扰导引头36

1.5.2红外成像导引头37

参考文献38

第2章 光学系统&金国样40

2.1概述40

2.1.1红外辐射的传播特性42

2.1.2光学系统的主要参数44

2.1.3影响光学系统像质的主要因素47

2.1.4像质评价52

2.2红外点源导引头光学系统53

2.2.1旋转调制盘系统53

2.2.2章动系统60

2.3红外成像导引头光学系统66

2.3.1光机扫描成像系统66

2.3.2凝视系统73

2.4红外光学材料74

2.4.1玻璃75

2.4.2晶体81

2.5特殊光学元件87

2.5.1滤光片及增透膜87

2.5.2调制盘制备工艺95

2.5.3复制元件96

参考文献98

第3章 红外探测器&周茂树99

3.1概述99

3.2红外探测器的类别和工作原理100

3.2.1光伏型探测器101

3.2.2光导型探测器102

3.2.3光磁电探测器103

3.2.4光电子发射探测器103

3.2.5热释电探测器105

3.2.6其他探测器105

3.3红外探测器特性参数106

3.3.1光谱响应106

3.3.2探测器噪声106

3.3.3响应率108

3.3.4时间常数109

3.3.5噪声等效功率109

3.3.6探测率109

3.3.7量子效率111

3.3.8视场111

3.4红外探测器参数测量112

3.4.1响应率的测量112

3.4.2噪声的测量114

3.4.3响应时间常数的测量114

3.4.4噪声等效功率的计算116

3.4.5探测率的计算116

3.4.6量子效率的测量116

3.4.7探测器阻抗的测量116

3.5红外探测器性能背景限117

3.5.1光导型探测器性能背景限117

3.5.2光伏型探测器性能背景限117

3.5.3热探测器的性能极限118

3.6红外探测器的应用119

3.7红外探测器今后发展方向120

参考文献123

第4章 锑化铟红外探测器&周茂树124

4.1概述124

4.2锑化铟单晶的制备125

4.2.1铟和锑的处理125

4.2.2铟和锑的合成125

4.2.3锑化铟锭条的区熔提纯126

4.2.4锑化铟单晶生长126

4.2.5锑化铟单晶的纯度128

4.2.6锑化铟电学参数的控制130

4.2.7锑化铟单晶的位错131

4.2.8锑化铟单晶电学参数均匀性134

4.3锑化铟单晶的基本特性136

4.3.1锑化铟的能带结构136

4.3.2光学特性137

4.3.3电学特性138

4.3.4锑化铟的杂质和缺陷143

4.3.5锑化铟位错密度的测试145

4.4光伏型探测器设计的理论基础146

4.4.1器件参数设计146

4.4.2探测器对材料参数的要求153

4.4.3光伏型探测器的结构设计155

4.4.4光伏型探测器的制备工艺158

4.4.5光伏型探测器性能参数测量162

4.1.6 371型光伏探测器的性能参数164

4.4.7影响探测器可靠性的因素167

4.5光导型探测器171

4.5.1光导型探测器的设计与材料参数171

4.5.2光导型探测器的制备工艺173

4.6多元锑化铟探测器175

4.6.1多元锑化铟探测器对材料的要求175

4.6.2器件制作工艺176

4.6.3多元器件性能参数177

参考文献178

第5章 碲镉汞探测器&周茂树181

5.1概述181

5.2碲镉汞晶体结构及光学电学特性182

5.2.1碲镉汞晶体的基本特性182

5.2.2碲镉汞晶体的光学性质187

5.2.3碲镉汞材料的电学特性190

5.3碲镉汞晶体生长201

5.3.1淬火—固态再结晶法（简称再结晶法）201

5.3.2控汞压法207

5.3.3碲溶剂法214

5.4碲镉汞薄膜生长方法218

5.4.1液相外延法218

5.4.2金属有机物化学气相淀积222

5.4.3分子束外延223

5.4.4衬底材料224

5.5碲镉汞探测器226

5.5.1光伏型探测器的物理基础226

5.5.2光伏型探测器特性参数与器件设计229

5.5.3光伏型探测器设计考虑233

5.5.4光伏型探测器制备工艺236

5.6光导探测器的物理参数与器件工艺241

5.6.1响应波长241

5.6.2光谱响应率242

5.6.3探测器的噪声242

5.6.4探测测率243

5.7光导探测器工艺246

5.7.1探测器对材料的要求与筛选246

5.7.2光导探测器的芯片工艺247

5.8碲镉汞焦平面阵列探测器249

参考文献252

第6章 微型制冷器&周茂树256

6.1概述256

6.2红外探测器对微型制冷器的要求257

6.3节流式制冷器的原理与设计259

6.3.1节流式制冷器原理259

6.3.2节流式制冷器的设计261

6.4节流式制冷器的性能和应用265

6.4.1耗气速率265

6.4.2制冷功率265

6.4.3制冷启动时间266

6.4.4应用实例267

6.5快速制冷的节流式制冷器267

6.5.1实现快速制冷的技术途径267

6.5.2无杜瓦封装探测器的快速制冷271

6.6双相传输制冷器272

6.6.1双相传输机理简述272

6.6.2流量控制273

参考文献274

第7章 红外点源导引头&何启予275

7.1概述275

7.1.1红外点源导引头特点276

7.1.2关于红外点源导引头总体设计问题277

7.2搜索系统282

7.2.1导引头搜索系统参数283

7.2.2带有稳定光轴的小视场搜索系统284

7.2.3采用多元探测器的大视场搜索系统286

7.2.4搜索程序和逻辑设计288

7.3目标信号调制289

7.3.1光学调制的基本概念与有关设计问题290

7.3.2调制盘系统293

7.3.3小视场扫描系统（非调制盘系统）300

7.4目标信号检测303

7.4.1目标信号的统计检测304

7.4.2导引头的探测概率与虚警率306

7.4.3捕获电路设计307

7.4.4抗干扰能力311

7.4.5两种捕获电路比较312

7.5目标信号处理315

7.5.1红外探测器的偏置与低噪声前放的设计316

7.5.2滤波器与干扰的抑制324

7.5.3信号动态范围及其控制331

7.5.4误差分解336

7.5.5基准信号与鉴相电路340

7.5.6调制机构的驱动电源342

7.5.7其他常用的信息处理电路347

7.6角跟踪系统356

7.6.1简易的红外跟踪系统模型356

7.6.2跟踪系统设计358

7.6.3跟踪系统性能363

7.6.4导引头回路的数字仿真365

7.6.5导引头的姿态稳定368

7.6.6实用红外跟踪系统举例371

7.7红外系统分析373

7.7.1红外导引头作用距离方程373

7.7.2红外导引头灵敏度判据386

7.8红外导引头性能测试387

7.8.1导引头灵敏度测试与标定387

7.8.2跟踪速度与跟踪误差的测试390

7.8.3导引头的外场试验391

7.8.4导引头例行试验393

7.8.5飞行试验395

参考文献396

第8章 红外成像导引头&何启予399

8.1概述399

8.1.1当代军事战略思想提出的需求399

8.1.2红外成像导引技术的特点401

8.1.3红外成像导引技术发展情况402

8.2红外成像导引头组成、功能及设计403

8.2.1组成与功能403

8.2.2红外成像导引头设计409

8.3红外成像器设计413

8.3.1基本设计原则413

8.3.2红外成像器的扫描方式416

8.3.3主要参数的描述422

8.3.4信号处理426

8.3.5红外成像器设计方法430

8.4红外成像器性能评价445

8.4.1红外成像器作用距离方程445

8.4.2红外成像器性能测试与评价450

8.5凝视红外成像器456

8.5.1红外成像器现状与发展趋势456

8.5.2凝视红外成像器设计的有关问题458

8.6视频信号处理器设计（软件主要算法）461

8.6.1红外图像视频信号处理主要特点461

8.6.2预处理461

8.6.3目标识别464

8.6.4目标跟踪472

8.6.5目标精确定位（亚像元定位）475

8.6.6被动测距476

8.7视频信号处理器硬件设计476

8.7.1通用机为主系统477

8.7.2快速通用处理机的使用477

8.7.3专用高速信号处理芯片的使用477

8.7.4图像处理专用处理芯片的使用478

8.7.5专用图像处理机的研制478

8.8人工智能与视频信号处理发展方向478

8.8.1智能导引头的基本概念478

8.8.2人工智能视频信号处理器的基本组成479

8.8.3视频信号处理器发展方向480

8.9红外成像导引仿真481

8.9.1数字仿真特点与内容482

8.9.2半实物仿真483

参考文献490