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《航空光學工程》，周海憲，程雲芳 著，出版社： 化學工業出版社。

化學工業出版社（簡稱化工社）組建於1953年1月，是新中國出版界歷史較為悠久的中央級出版社，出版科技圖書、教材、大眾圖書、電子出版物及科技期刊等五大類。

內容簡介

本書是在參考國內外大量相關資料基礎上編撰而成，首次完整和詳細地介紹了航空火控系統與電子光學工程的密切關係, 航空光學系統的發展史, 主要類型和技術性能, 以及未來發展方向。系統闡述了國內外重要機載光電設備的發展歷史、主要類型、基本結構及典型性能。不僅介紹傳統的光學成像理論，更注重現代光學成像技術；既討論普通的光學設計方法，又儘量多地列舉有代表性的機載光學系統設計實例，使書中所述光學成像技術既適用於軍事領域，在眾多民用領域中也具有重要參考價值。

目錄

第1章緒論1

1.1航空飛行系統2

1.2航空火力控制系統4

1.2.1航空火力控制系統的主要任務和基本要求4

1.2.2航空火力控制系統的基本組成6

1.2.3航空火力控制系統的發展8

1.3航空光學工程17

1.3.1光電成像技術基本類型17

1.3.2光電成像技術的未來21

參考文獻24

第2章光學成像基本理論27

2.1概述28

2.2幾何光學成像的基本概念30

2.2.1光線的折射和反射31

2.2.2光學元件31

2.2.3光學系統的基點33

2.2.4幾何作圖法確定光學系統的理想像35

2.2.5理想光學系統的物像關係36

2.2.6無限遠物體對應的像高38

2.2.7薄透鏡和厚透鏡38

2.2.8理想光學系統的組合39

2.3望遠鏡系統40

2.3.1基本結構41

2.3.2光學系統性能43

2.4望遠物鏡系統48

2.4.1反射式望遠物鏡48

2.4.1.1共軸反射式望遠物鏡48

2.4.1.2離軸反射式望遠物鏡51

2.4.1.3反射鏡結構參數的考慮56

2.4.2折射反射式望遠物鏡56

2.4.2.1基本形式57

2.4.2.2設計實例59

2.4.3折射式望遠物鏡63

2.4.3.1庫克望遠物鏡63

2.4.3.2天塞望遠物鏡和海利亞望遠物鏡64

2.4.3.3雙高斯望遠物鏡65

2.4.3.4攝遠物鏡和反攝遠物鏡67

2.5變焦望遠物鏡光學系統68

2.5.1變焦望遠物鏡光學系統的發展68

2.5.2變焦望遠物鏡光學系統類型72

2.5.2.1徑向變焦望遠物鏡光學系統74

2.5.2.2軸向變焦望遠物鏡光學系統76

2.5.3雙視場柔性切換成像系統113

2.6目鏡光學系統114

2.6.1目鏡主要特點114

2.6.2目鏡基本類型116

2.6.2.1冉斯登目鏡和惠更斯目鏡116

2.6.2.2凱爾納目鏡和對稱目鏡116

2.6.3目鏡複雜化117

2.6.4一種特殊的類目鏡系統——平視瞄準顯示光學系統120

參考文獻121

第3章現代光學設計技術125

3.1全息光學成像技術126

3.1.1基本概念127

3.1.2全息光學元件129

3.1.2.1點源全息技術130

3.1.2.2全息光學元件的基本性質133

3.1.3等效透鏡設計模型139

3.1.4連續透鏡記錄技術141

3.1.5全息光學元件的記錄技術143

3.2二元光學成像技術144

3.2.1普通型二元衍射透鏡145

3.2.1.1二元光學元件的特性146

3.2.1.2典型的設計實例(折衍混合光學系統)149

3.2.2諧衍射型二元光學透鏡159

3.2.2.1二元光學諧衍射單透鏡159

3.2.2.2雙層諧衍射透鏡166

3.2.3二元光學元件的製造工藝172

3.3光學波導技術173

3.3.1全息光學波導技術的發展173

3.3.2全息光學波導技術的基本原理174

3.3.3耦合輸入輸出元件的類型175

3.3.3.1「半透射半反射」陣列式幾何光學波導技術175

3.3.3.2「表面浮雕光柵」式二元光學波導技術177

3.3.3.3「體全息光柵」式衍射光學波導技術178

3.3.4雙色波導顯示技術179

3.3.5光波導式平視瞄準顯示系統184

3.4微米和納米光學技術185

3.4.1微機電系統186

3.4.2微光學系統188

3.4.2.1平面基底型微光學透鏡陣列191

3.4.2.2曲面基底型微光學透鏡陣列200

3.4.3微光機電系統206

3.4.4微米和納米透鏡製造技術208

3.5編碼孔徑成像技術209

3.5.1無透鏡波前編碼成像技術210

3.5.2透鏡型混合編碼成像技術213

3.6偏振成像技術219

3.6.1偏振成像的基本原理219

3.6.2偏振成像技術的發展221

3.6.2.1國外偏振成像技術的發展221

3.6.2.2國內偏振成像技術的發展225

3.6.3偏振光成像技術的主要類型225

3.6.3.1分時型偏振成像技術226

3.6.3.2同時型偏振成像技術226

3.6.3.3基於光譜調製的偏振成像技術228

3.7光譜成像技術231

3.7.1基本概念231

3.7.2光譜成像技術基本原理和類型235

3.7.2.1掃描式光譜成像技術235

3.7.2.2快照式光譜成像技術240

3.7.2.3計算光譜成像技術241

參考文獻241

第4章光電探測器和圖像源247

4.1眼睛248

4.1.1眼睛的基本結構和相關參數248

4.1.2簡約眼模型250

4.1.3瞳孔直徑與物體亮度254

4.1.4眼睛的視軸和視場254

4.1.5眼睛分辨本領256

4.1.6眼睛的視覺局限性257

4.2可見光圖像接收器263

4.2.1航空照相膠片263

4.2.2光電成像器件265

4.2.2.1電真空成像器件265

4.2.2.2固體攝像器件266

4.3微光像增強器280

4.3.1微光像增強器的基本組成280

4.3.2微光像增強器的基本性能283

4.3.3微光像增強器的基本類型286

4.3.3.1主動式微光夜視像增強器286

4.3.3.2被動式微光夜視像增強器286

4.4紅外探測器334

4.4.1紅外探測器的發展335

4.4.2基本技術要求和性能參數338

4.4.2.1響應率339

4.4.2.2噪聲等效功率340

4.4.2.3探測率341

4.4.2.4光譜響應344

4.4.2.5響應時間345

4.4.2.6分辨率346

4.4.2.7噪聲等效溫差346

4.4.2.8最小可分辨溫差346

4.4.2.9背景輻射限性能347

4.4.3紅外探測器類型347

4.4.3.1熱敏紅外探測器347

4.4.3.2光子紅外探測器350

4.4.3.3雙色多色紅外焦平面陣列探測器368

4.5紫外探測器369

4.6平視（頭盔）瞄準顯示系統的圖像源371

4.6.1陰極射線管374

4.6.2液晶顯示圖像源378

4.6.2.1有源矩陣液晶顯示器379

4.6.2.2硅基液晶顯示器381

4.6.2.3硅基鐵電液晶顯示器381

4.6.2.4有機發光二極管顯示器382

4.6.3數字微鏡裝置384

4.6.4航電系統的全景投影顯示器387

參考文獻390

第5章平視瞄準顯示技術393

5.1概述394

5.1.1平視瞄準顯示技術的發展394

5.1.2軍用平視瞄準顯示技術398

5.1.3民用平視顯示技術401

5.2光學瞄準具403

5.3平視瞄準顯示系統408

5.3.1平視瞄準顯示系統基本組成409

5.3.1.1駕駛員顯示組件410

5.3.1.2電子組件413

5.3.1.3控制面板413

5.3.2平視瞄準顯示系統的工作原理413

5.4平視瞄準顯示系統技術要求416

5.4.1光學系統峰值波長416

5.4.2飛行員眼點位置416

5.4.3飛行員眼睛活動範圍416

5.4.4顯示視場417

5.4.4.1總視場418

5.4.4.2瞬時視場419

5.4.4.3安裝方式對視場的影響425

5.4.5光學系統通光孔徑和焦距426

5.4.6組合玻璃426

5.4.7顯示精度428

5.4.8視差429

5.4.8.1光學像差造成的視差430

5.4.8.2圖像源顯示表面面形誤差造成的視差431

5.4.8.3離焦造成的視差431

5.4.8.4綜合視差432

5.4.9顯示字符的基本要求433

5.4.9.1顯示字符顏色433

5.4.9.2顯示字符亮度433

5.4.9.3字符對比度對比率調製對比度436

5.4.9.4顯示字符線寬439

5.4.9.5副像亮度439

5.4.10視頻圖像的質量要求440

5.4.11光學系統畸變440

5.4.12備用光學系統440

5.4.13艙蓋風擋玻璃的影響442

5.4.13.1風擋玻璃的光學功能443

5.4.13.2風擋玻璃的材料和結構形狀444

5.4.13.3風擋玻璃影響光學成像質量的主要因素446

5.5普通折射型平視瞄準顯示系統447

5.5.1常規型平視瞄準顯示系統448

5.5.2光柵式平視瞄準顯示系統453

5.6衍射光學平視瞄準顯示系統456

5.6.1單片型衍射光學平視瞄準顯示系統459

5.6.2雙片型衍射光學平視瞄準顯示系統460

5.6.3低畸變衍射光學平視瞄準顯示系統463

5.6.3.1混合記錄方式製造全息組合玻璃464

5.6.3.2雙全息元件型低畸變衍射光學系統466

5.6.4三元件組合型衍射光學平視瞄準顯示系統467

5.6.5皺褶負濾光片組合玻璃型平視瞄準顯示系統469

5.7光波導平視瞄準顯示系統472

5.7.1衍射光波導瞄準顯示光學系統475

5.7.2陣列光波導瞄準顯示系統477

5.8民用航空平視顯示器480

5.8.1概述480

5.8.2全息平視顯示器485

5.8.2.1基本組成485

5.8.2.2基本性能488

5.9與平視顯示裝置相組合的視景系統490

5.9.1視景增強系統（EVS）和平視顯示裝置（HUD）的組合491

5.9.1.1視景增強系統(EVS)492

5.9.1.2增強飛行視景系統(EFVS)496

5.9.2增強飛行視景系統（EFVS）與合成視景系統（SVS）的組合502

5.9.2.1合成視景系統(SVS)503

5.9.2.2組合視景系統(CVS)506

5.10平視瞄準顯示系統的發展509

參考文獻510

第6章頭盔瞄準顯示技術515

6.1概述516

6.1.1機載頭盔瞄準具520

6.1.2機載頭盔顯示器524

6.1.3機載頭盔綜合瞄準顯示系統530

6.1.3.1普通型頭盔綜合瞄準顯示系統531

6.1.3.2光學波導式綜合頭盔瞄準顯示系統538

6.1.3.3高級頭盔視覺系統540

6.1.3.4彩色頭盔指引系統544

6.1.3.5立體式頭盔瞄準顯示系統547

6.2機載頭盔瞄準顯示系統的基本組成548

6.2.1頭盔顯示組件549

6.2.2頭盔定位組件551

6.2.2.1機電式跟蹤定位技術552

6.2.2.2超聲波跟蹤定位技術552

6.2.2.3電磁式跟蹤定位技術554

6.2.2.4光電式跟蹤定位技術556

6.2.2.5光學-慣性跟蹤定位技術567

6.2.2.6眼動跟蹤定位技術569

6.2.3頭盔殼體組件573

6.2.4電子組件和控制組件579

6.3頭盔瞄準顯示系統的技術要求579

6.3.1小型化圖像源581

6.3.2頭盔瞄準顯示系統的視場582

6.3.3頭部活動範圍583

6.3.4頭盔瞄準顯示系統的分辨率584

6.3.4.1光學系統的分辨率定義與判斷準則584

6.3.4.2光學系統的分辨率與像差的關係585

6.3.5光學傳遞函數587

6.3.6出瞳直徑和出瞳距離589

6.3.7顯示亮度對比率亮度均勻性590

6.3.8光學系統透射率591

6.3.9瞄準線測量精度592

6.3.10畸變593

6.3.11視差593

6.3.12對顯示符號和信息的基本要求594

6.3.13重量595

6.3.14其它要求596

6.4光學系統597

6.4.1單目頭盔瞄準顯示系統598

6.4.2雙目頭盔瞄準顯示系統603

6.4.3光學系統設計技術608

6.4.3.1透射式光學系統609

6.4.3.2反射式光學系統610

6.4.3.3折射反射式光學系統610

6.4.3.4護目鏡組合玻璃式光學系統612

6.4.4自由曲面組合玻璃型光學系統615

6.4.5光學全息頭盔瞄準顯示系統624

6.4.5.1平面光學全息型頭盔瞄準顯示光學系統624

6.4.5.2平板光學波導式頭盔瞄準顯示系統626

6.4.6視網膜式頭盔瞄準顯示系統639

6.5未來的頭盔瞄準顯示技術641

參考文獻642

13.3.2.3綜合型三模製導技術1202

13.4機載制導技術的未來發展1204

參考文獻1206

附錄A紅外輻射在大氣中的傳輸特性1209

參考文獻1215

附錄B紅外光學材料1217