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- 内容简介
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本书从微光夜视技术和红外热成像技术的基本概念出发，比较系统地介绍微光夜视和红外热成像测试与计量的基础理论和有关参数测量方法。本书分上、下篇。上篇为微光夜视测试与计量，涉及微光像增强器部件、微光像增强器、微光夜视仪、微光电视和单光子成像系统等方面的测试与计量技术。下篇为红外热成像测试与计量，涉及红外探测器、红外焦平面探测器和多元探测器、红外热像仪、红外光学材料和红外光学系统等方面的测试与计量技术。本书
可作为从事夜视测试技术和夜视应用等方面人员的业务参考书，亦可作为光电子成像专业本科生和研究生的参考书。
目录
《夜视测试与计量技术概论》编审委员会0
前言0
绪论1
1.夜视技术1
2.夜视测试与计量1
3.计量测试主要名词术语2
参考文献3
上篇 微光夜视测试与计量4
第1章 微光夜视技术4
1.1 微光夜视技术概述4
1.1.1 微光夜视技术内涵4
1.1.2 微光夜视技术在军事上的重要作用5
1.2 微光夜视技术理论基础5
1.2.1 光电成像原理及器件5
1.2.2 微光成像器件主要性能参数8
1.2.3 微光成像系统9
1.2.4 微光成像系统性能评价体系10
参考文献12
第2章 微光像增强器部件参数测试13
2.1 微光像增强器的主要部件13
2.1.1 光阴极13
2.1.2 微通道板（MCP）13
2.1.3 荧光屏14
2.2 光阴极性能测试15
2.2.1 光阴极光灵敏度和辐射灵敏度测量15
2.2.2 光谱响应及量子效率测量17
2.2.3 负电子亲和势（NEA）光电阴极性能评估18
2.2.4 GaAs阴极光谱响应原位测试20
2.2.5 GaAs阴极多信息量测试21
2.3 微通道板性能测试21
2.3.1 微通道板电流增益测量21
2.3.2 微通道板体电阻测量22
2.3.3 微通道板暗电流测量23
2.3.4 微通道板大面积均匀性测量23
2.3.5 微通道板综合参数测试装置24
2.4 光纤面板性能测试25
2.4.1 光纤面板数值孔径的测量25
2.4.2 光纤面板透射比测量26
2.4.3 光纤面板刀口响应测量27
2.4.4 光纤光锥和倒像器透过率的分布测试29
2.4.5 光纤面板分辨率测试31
2.5 荧光屏性能测试32
2.5.1 荧光屏主要评价参数的定义及测试方法32
2.5.2 荧光屏综合参数测试系统34
参考文献36
第3章 微光像增强器参数测量37
3.1 微光像增强器亮度增益测量37
3.1.1 微光像增强器亮度增益基本概念37
3.1.2 亮度增益测量原理及测量装置37
3.1.3 亮度增益测量不确定度评定38
3.2 微光像增强器等效背景照度的测量39
3.2.1 等效背景照度的基本概念39
3.2.2 等效背景照度的测量原理40
3.3 微光像增强器输出信噪比测量40
3.3.1 微光像增强器输出信噪比的基本概念40
3.3.2 信噪比测量原理及测量装置41
3.3.3 信噪比测量不确定度评定42
3.4 微光像增强器调制传递函数测量44
3.4.1 微光像增强器调制传递函数的基本概念44
3.4.2 微光像增强器调制传递函数的测量原理44
3.5 微光像增强器分辨力测量45
3.5.1 微光像增强器分辨力的基本概念45
3.5.2 分辨力测量原理及测量装置45
3.5.3 分辨力靶47
3.5.4 分辨力测量不确定度评定52
3.6 微光像增强器放大率测量53
3.6.1 微光像增强器放大率的基本概念53
3.6.2 微光像增强器放大率测量原理53
3.7 微光像增强器畸变测量54
3.7.1 微光像增强器畸变的基本概念54
3.7.2 微光像增强器畸变测量原理54
3.8 微光像增强器测量装置的校准55
3.8.1 微光像增强器测量装置的校准条件55
3.8.2 微光像增强器测量装置校准项目56
3.8.3 微光像增强器测量装置校准方法56
3.9 紫外像增强器参数测试58
3.9.1 紫外像增强器光谱响应特性测量58
3.9.2 紫外像增强器辐射增益测试60
3.9.3 紫外像增强器等效背景辐射照度的测试61
3.9.4 紫外像增强器分辨力的测试62
3.10 像增强器视场缺陷检测63
3.10.1 像增强器的视场缺陷63
3.10.2 像增强器视场缺陷检测装置64
3.10.3 像增强器视场缺陷的检测算法64
参考文献66
第4章 微光夜视仪参数测量67
4.1 微光夜视仪的视场测量67
4.1.1 夜视仪的视场的定义67
4.1.2 夜视仪视场测量原理及测试方法67
4.2 微光夜视仪的视放大率测量69
4.2.1 微光夜视仪视放大率的定义69
4.2.2 微光夜视仪视放大率测量原理及测试方法70
4.3 微光夜视仪的相对畸变测量71
4.3.1 微光夜视仪的相对畸变的定义71
4.3.2 相对畸变的测量原理及测试方法71
4.4 微光夜视仪的分辨力测量72
4.4.1 微光夜视仪的分辨力的定义72
4.4.2 分辨力的测量原理及测试方法72
4.5 微光夜视仪的亮度增益测量74
4.5.1 微光夜视仪的亮度增益的定义74
4.5.2 亮度增益测量原理及测试方法74
4.6 微光夜视仪测量装置75
4.6.1 微光夜视仪综合参数测量与校准装置75
4.6.2 视场、视放大率和畸变的测试装置77
4.7 微光夜视眼镜参数测量77
4.7.1 微光夜视眼镜视场测量77
4.7.2 微光夜视眼镜放大率测量78
4.7.3 微光夜视眼镜畸变测量79
4.7.4 微光夜视眼镜分辨力测量79
4.7.5 微光夜视眼镜亮度增益测量79
4.7.6 微光夜视眼镜光轴平行性测量79
4.8 基于MRC的直视微光夜视系统性能评价80
4.8.1 基于最小可分辨对比度（MRC）模型定义80
4.8.2 直视微光夜视系统MRC测量方法81
参考文献82
第5章 微光电视的性能测试与校准83
5.1 微光电视成像器件83
5.1.1 ICCD（或ICMOS）83
5.1.2 BCCD和EBCCD84
5.2 微光电视成像器件光电性能测试与校准86
5.2.1 ICCD主要性能参数87
5.2.2 ICCD主要性能参数测量原理和测试方法88
5.3 微光电视系统92
5.3.1 水下微光成像系统92
5.3.2 水下距离选通成像系统93
5.4 水下微光成像系统性能评价95
5.4.1 水下微光成像系统的能量传递过程95
5.4.2 基于能量传递链的成像性能评价97
5.5 距离选通激光成像系统成像质量评价97
5.5.1 激光主动成像系统图像特点97
5.5.2 图像噪声评价98
5.5.3 图像灰度信息评价98
5.5.4 图像纹理信息评价99
5.5.5 距离选通成像系统模拟分辨力测试100
参考文献103
第6章 单光子成像系统参数测试104
6.1 单光子计数成像原理104
6.1.1 间接型探测系统105
6.1.2 直接型探测系统107
6.2 单光子成像技术的特点及性能表征109
6.2.1 单光子成像技术的特点109
6.2.2 光子计数成像的性能表征109
6.3 光子计数成像系统性能测试113
6.3.1 光子计数像管等效背景照度测试113
6.3.2 光子计数像管光子增益测试115
6.3.3 光子计数像管暗计数测试115
6.3.4 楔条形阳极光子计数探测器成像性能的检测116
6.4 单光子成像系统的标定118
6.4.1 可见光单光子成像系统的标定118
6.4.2 紫外ICCD的辐射标定119
6.5 电子倍增CCD性能测试121
6.5.1 电子倍增CCD主要性能参数121
6.5.2 电子倍增CCD噪声因子测量123
6.5.3 电子倍增CCD调制传递函数的测量124
参考文献125
第7章 微光夜视计量127
7.1 微光夜视计量问题的提出127
7.2 光度学和辐射度学测量仪器127
7.2.1 光度学和辐射度学有关名词术语128
7.2.2 光照度计131
7.2.3 光亮度计132
7.2.4 分光辐射仪134
7.2.5 色温测量136
7.3 光度学和辐射度学计量标准139
7.3.1 光照度计量标准装置139
7.3.2 光亮度计量标准装置142
7.3.3 弱光度计量标准装置146
7.3.4 光子计数弱光度标准148
7.3.5 分光辐射仪的校准149
7.3.6 测色仪器的校准152
7.3.7 单色仪的检定154
参考文献155
下篇 红外热成像测试与计量156
第8章 红外热成像技术156
8.1 红外热像仪概述156
8.2 红外热像仪的成像原理157
8.2.1 红外成像的物理原理157
8.2.2 红外热像仪的组成157
8.3 红外探测器160
8.3.1 红外探测器的发展历程及发展趋势160
8.3.2 热探测器160
8.3.3 光电探测器162
8.3.4 几种典型红外探测器164
8.3.5 红外探测器性能参数169
参考文献172
第9章 红外探测器参数测量173
9.1 光辐射探测器光谱响应度测量173
9.1.1 光谱响应度测量概述173
9.1.2 相对光谱响应度测量173
9.1.3 绝对光谱响应度测量176
9.1.4 探测器响应度均匀性测量176
9.1.5 光辐射探测器响应度直线性测量178
9.1.6 红外探测器光谱响应测量不确定度评定180
9.2 黑体响应率测量182
9.2.1 黑体响应率测量原理及测量装置182
9.2.2 黑体响应率测量过程及数据处理184
9.3 红外探测器其他参数的测量185
9.3.1 噪声测量185
9.3.2 探测率的测量187
9.3.3 噪声等效功率的测量188
9.3.4 频率响应测量188
9.4 光辐射探测器时间特性与温度特性测量189
9.4.1 时间特性测量189
9.4.2 温度特性测量189
9.5 杜瓦瓶的性能测试189
9.5.1 杜瓦瓶在红外探测器中的作用及对器件寿命的影响189
9.5.2 常规微漏气率的测量190
9.5.3 高灵敏度微漏率测量191
9.5.4 测量漏率值的修正192
9.5.5 探测器/杜瓦组件的热负载测试193
参考文献196
第10章 红外焦平面阵列及多元探测器参数测量197
10.1 红外焦平面探测器特性参数及定义197
10.2 红外焦平面响应率、噪声、探测率和有效像元率测量200
10.2.1 响应率、噪声、探测率和有效像元率测量装置的基本构成200
10.2.2 响应电压测量200
10.2.3 响应率等参数计算201
10.3 红外焦平面噪声等效温差及动态范围测试204
10.3.1 噪声等效温差测量204
10.3.2 动态范围测试205
10.4 红外焦平面相对光谱响应测试206
10.4.1 相对光谱响应测量装置206
10.4.2 相对光谱响应测试方法207
10.5 红外焦平面阵列串音测试207
10.5.1 参数定义207
10.5.2 测试原理和方法207
10.5.3 串音测量装置208
10.5.4 测量装置的校准209
10.6 红外焦平面阵列调制传递函数测试209
10.6.1 红外焦平面探测器调制传递函数的定义209
10.6.2 红外焦平面探测器调制传递函数测试原理和方法209
10.7 多元红外探测器参数测量213
10.7.1 多元红外探测器概述213
10.7.2 多元红外探测器综合参数测量装置215
10.7.3 小光点法多元红外探测器均匀性测试218
10.8 红外焦平面探测器的非均匀性校正221
10.8.1 红外焦平面探测器非均匀性的基本概念221
10.8.2 探测器非均匀性的校正221
10.9 红外焦平面探测器读出电路参数测试226
10.9.1 红外焦平面阵列的信号读出电路参数226
10.9.2 红外焦平面阵列信号读出电路参数测量227
10.10 红外探测器件在低温背景下的探测率测试228
10.10.1 低温背景测试问题的提出228
10.10.2 低温背景测试的基本思路与方法229
10.10.3 低温背景下红外探测系统探测率测量系统230
参考文献231
第11章 红外热像仪参数测量232
11.1 红外热像仪评价参数232
11.2 红外热像仪参数测量装置236
11.3 红外热像仪主要参数测量方法238
11.3.1 红外热像仪信号传递函数（SiTF）测量238
11.3.2 红外热像仪噪声等效温差（NETD）测量239
11.3.3 红外热像仪时间域高频NETD测量241
11.3.4 红外热像仪空间域NETD测量242
11.3.5 外热像仪最小可分辨温差（MRTD）测量244
11.3.6 红外热像仪最小可探测温差（MDTD）测量247
11.3.7 红外热像仪调制传递函数（MTF）测量247
11.3.8 红外热像仪视场测量249
11.4 红外热像仪参数测量不确定度分析249
11.4.1 信号传递函数（SiTF）测量不确定度评定249
11.4.2 噪声等效温差（NETD）测量不确定度评定251
11.4.3 时域高频NETD测量不确定度评定253
11.4.4 空域NETD测量不确定度评定256
11.4.5 MRTD测量不确定度评定258
11.4.6 MDTD测量不确定度评定260
11.4.7 MTF测量不确定度评定262
11.4.8 视场测量结果的不确定度评定264
11.5 红外热像仪参数测量装置校准265
11.5.1 红外热像仪参数测量装置的仪器常数265
11.5.2 仪器常数对红外热像仪参数测量的影响268
11.5.3 红外热像仪测试系统仪器常数的校准269
11.5.4 靶标空间频率及张角校准273
11.5.5 视频采集及测量环节校准275
11.5.6 红外热像仪参数测试量值传递体系276
11.6 红外热像仪作用距离的评价277
11.6.1 红外热像仪作用距离的基本概念277
11.6.2 红外热像仪作用距离的检测279
参考文献280
第12章 红外热成像计量282
12.1 红外热成像计量问题的提出282
12.2.1 红外探测器参数测量装置的校准282
12.2.2 焦平面阵列测量装置的校准282
12.2.3 红外热像仪测量装置的校准282
12.2 黑体辐射源283
12.2.1 黑体辐射定律283
12.2.2 人工模拟标准黑体284
12.2.3 黑体辐射源的评价285
12.3 中温黑体辐射源检定285
12.3.1 检定原理与装置285
12.3.2 黑体辐射源的技术要求287
12.3.3 检定项目288
12.3.4 检定方法288
12.3.5 测量不确定度分析289
12.4 面源黑体校准291
12.4.1-30～75℃面源黑体校准292
12.4.2 50～400℃面源黑体校准298
12.5 低温黑体校准303
12.6 红外目标模拟器及其校准304
12.6.1 红外目标模拟器概述304
12.6.2 红外目标模拟器校准原理305
12.6.3 红外目标模拟器校准方法与步骤307
12.6.4 几种典型红外目标模拟器校准装置310
12.6.5 红外目标模拟器校准不确定度分析311
参考文献314
第13章 红外光学材料参数测量316
13.1 红外光学材料折射率测量316
13.1.1 任意偏折法折射率测量316
13.1.2 直角照射法折射率测量318
13.1.3 红外折射率测量装置的校准319
13.1.4 任意偏折法折射率测量不确定度评定321
13.1.5 直角照射法折射率测量不确定度评定324
13.2 红外材料折射率温度系数测量326
13.2.1 光学材料的折射率温度系数326
13.2.2 折射率温度系数测量方法326
13.3 红外光学材料光谱透射比测量330
13.3.1 描述光传输特性的基本参数330
13.3.2 分光光度计331
13.3.3 傅里叶变换红外光谱仪333
13.3.4 红外材料光谱透射比和反射比测量333
13.4 红外材料透过率温度系数测量334
13.4.1 红外光学材料透过率温度系数334
13.4.2 红外光学材料透过率温度系数的测量方法335
13.5 红外光学材料均匀性测量339
13.5.1 基于红外干涉仪的测量方法339
13.5.2 基于斐索干涉原理的四步干涉法341
13.6 红外光学材料应力双折射测量346
13.6.1 红外材料应力双折射测量原理346
13.6.2 中波红外应力双折射测量装置349
13.6.3 红外晶体材料应力双折射测量装置350
13.7 红外光学材料条纹、杂质等性能检测353
13.7.1 条纹检测353
13.7.2 杂质检测356
参考文献357
第14章 红外光学系统性能测试与校准359
14.1 红外光学系统焦距测量359
14.1.1 像高法焦距测量359
14.1.2 哈特曼—夏克波前检测仪和旋转平面镜辅助长焦距测量363
14.2 红外光学系统透射比测量364
14.2.1 光学系统透射比的定义364
14.2.2 积分球法透射比测量365
14.2.3 全孔径法透射比测量365
14.2.4 大面积均匀源法透射比测量365
14.3 红外光学系统像质评价369
14.3.1 星点法测量369
14.3.2 红外光学传递函数测量371
14.3.3 热像仪扫描器光学系统MTF测试373
14.3.4 红外光学元件与系统传递函数测量装置374
14.3.5 红外光学系统像面位置、弥散斑测量378
参考文献380
