《光电成像原理与技术》教学大纲.doc

光电成像原理与技术A教学大纲课程编号：英文名称：Principle and Technology of Photoelectric Imaging 学 分：3.5 学时：56 (理论学时：56) 先修课程：半导体物理、电动力学、应用光学、物理光学一、目的与任务本课程为电子科学与技术专业（光电子方向）的专业教育必修课程。本课程的学习可以培养学生运用所学数理知识和方法认识和分析各种光电成像器件工作机理的能力和创新意识，提高学生对光电成像系统整体技术构成的认识，为他们走上工作岗位从事相关工作奠定基础。通过对本学科新理论、新器件、新系统的介绍，还可以使学生了解本学科的最新发展动态和技术前沿。本课程的内容亦军亦民，与国防装备密切相关，因此，本课程的学习可以培养学生的爱国主义精神和大国防意识。课程主要介绍各类光电成像器件的基本工作原理和各种光电成像系统的结构以及相关的学科和技术。课程的任务是使学生掌握光电成像器件的基础理论和光电成像技术的基本原理，完成知识综合的教育和系统应用的教育。课程强调应用所学习的基础理论和方法分析光电成像器件各环节的物理过程，理解和认识光电成像系统的结构、各子系统的作用，掌握光电成像技术的基本理论和思想方法等。二、教学内容及学时分配（56学时）第1章 绪 论（2学时）1.1. 光电成像技术的产生及发展1.2. 光电成像技术对视见光谱域和视见灵敏阈的延伸1.3. 光电成像技术的应用范畴1.4. 光电成像技术的四个领域1.5. 光电成像器件的分类1.6. 光电成像器件的特性第2章 人眼的视觉特性与图像探测（3学时）2.1. 人眼的视觉特性与模型2.2. 图像探测理论与图像探测方程2.3. 约翰逊准则第3章 辐射源与典型景物辐射（1学时）3.1. 典型辐射源及其特性第4章 辐射在大气中的传输（3学时）4.1 大气的构成4.2 大气消光及大气窗口4.3大气吸收和散射的计算4.4大气消光对光电成像系统性能的影响第5章 直视型电真空成像器件成像物理（9学时）5.1. 像管成像的物理过程5.2. 像管的类型与结构5.3. 图像的光电转换5.4. 电子图像的成像5.5. 电子图像的发光显示5.6. 光学图像的传像与电子图像的倍增第6章 直视型电真空成像系统的结构与特性分析（6学时）6.1. 微光夜视系统的结构与特点6.2. 直视型微光成像系统的总体设计6.3. 主动红外夜视系统的结构与特点6.4. 夜视系统的作用距离第7章 电视型电真空成像器件成像物理（5学时）7.1. 电视摄像的基本原理7.2. 光电导型摄像器件7.3. 光电发射型摄像器件7.4. 热释电摄像器件第8章 固体成像器件（CCD和CMOS）成像原理及应用（9学时）8.1. CCD的物理基础8.2. CCD的结构与工作原理8.3. CCD成像原理与性能参数8.4. 微光电荷耦合成像器件8.5. CCD的TDI工作方式8.6. CCD的应用8.7. CMOS成像器件与应用第9章 电视型成像系统的结构与特性分析（6学时）9.1. 电视系统的组成与工作原理9.2. 电视信号的发送与接收9.3. 实用微光电视系统9.4. 微光电视系统的视距估算9.5. 成像光子计数探测系统9.6. 光谱成像技术及应用第10章 红外热成像器件成像物理（8学时）10.1. 红外探测器的分类10.2. 红外探测器的工作条件与性能参数10.3. 光电导型红外探测器10.4. 光伏型红外探测器10.5. 红外焦平面阵列探测器10.6. 非制冷红外焦平面阵列探测器10.7. 量子阱红外探测器第11章 红外热成像系统的结构与特性分析（4学时）11.1. 热成像系统类型与基本参数11.2. 光机扫描系统11.3. 制冷器工作原理与分类11.4. 视频信号的处理与显示11.5. 热成像系统的性能模型与作用距离11.6. 热成像系统的实验室评价11.7. 热成像系统的总体设计的基本考虑三、 考核与成绩评定本课程以课堂教学为主，平时成绩占总成绩的30%（平时考核10课外作业20）。期末考核采用闭卷考试方式，成绩占总成绩的70%。成绩评定按百分制计，六十分为及格。四、 大纲说明1. 本大纲是根据我校电子科学与技术（光电子）、光电信息科学与工程、光电信息工程专业培养计划及其知识结构要求，并适当考虑专业特色而制定的。光电成像原理与技术实验为与本课程部分内容配套的实验课程，故本课程不再安排实验学时。2. 在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，对内容进行适当的调整和删节。3. 本大纲适合光电类相关专业。五、教科书、参考书 教科书： 白廷柱，金伟其编著光电成像原理与技术M北京：北京理工大学出版社，2006. 1 参考书：1 邹异松，刘玉风，白廷柱编著光电成像原理M北京：北京理工大学出版社，1997.2 张敬贤，李玉丹，金伟其编著微光与红外成像技术M北京：北京理工大学出版社，1995.3 邹异松编著电真空成像器件及理论分析M北京：国防工业出版社，1989.4 红外与光电系统手册之三：光电元器件5 红外与光电系统手册之五：被动光电系统6 红外与光电系统手册之六：主动光电系统7 红外与光电系统手册之八：新系统和技术编写教师：白廷柱，曹峰梅责任教授：教学院长签字：Principle and Technology of Photoelectric ImagingCourse Code: *Course Name: Principle and Technology of Photoelectric ImagingClass Hour: 56Credit: 3.5Course Description: The objective of this course is to familiarize students with mathematical and physical techniques to analyze the principle of typical photoelectric imaging devices, system architecture and its application. This course also helps to train students to analyze photoelectric imaging problems and design practical imaging models. The main contents of the course include the development and current status of optoelectronic imaging technique, the eyes vision model, the image detection principle, the atmospheric propagations effect on the photoelectric imaging system, low-light-level night vision technique, television camera technique and infrared imaging t