《光电成像技术》课程教学大纲（本科）.docx

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1、光电成像技术(Technology of Photoelectric Imaging)课程代码：03410080学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32 实验学时：0 上机学时：0 课程实践学时:0 ）先修课程：半导体物理、电动力学、应用光学、物理光学适用专业：光电信息科学与工程教材：光电成像原理与技术，白廷柱，金伟其编著，北京理工大学出版社，2006年1月第1版一、课程性质与课程目标（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）图像是人类获取自然界信息的最重要的途径,据统计，人类所获取信息的80%以上来自于人眼， 即来自于图像。光电成像技术课程讲述的就是迄今为止，人类为扩展自身视野的

2、局限性，如何基于 近代物理学的研究成果，通过采用不同的原理、技术，研制出各种光电成像系统，并将之服务于人 类。本课程为光电信息科学与工程的专业教育选修课程。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。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包

3、括知识目标和能力目标。）1 . 了解各类光电成像器件的物理过程、基本工作原理、性能评价参数以及各种光电成像系统的 结构和各子系统的作用。2 .掌握光电成像技术的基本理论和思想方法，了解与光电成像相关的技术前沿。二、课程内容与教学要求（按章撰写）第1章绪论（一）课程内容1.1 光电成像技术的产生及发展1.2 光电成像对视见光谱域的延伸1.3 光电成像技术的应用范畴1.4 光电成像器件的分类1.5 光电成像器件的特性（二）教学要求（1） 了解光电成像是对视见光谱域的延伸；（2） 了解光电成像技术的应用范畴；（3）理解光电成像器件的分类和特性；（三）重点与难点光电成像器件特性（光电转换、时间响应、噪

4、声、成像）。第2章人眼的视觉特性与图像探测（一）课程内容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 目标的探测与识别（二）教学要求（1）掌握人眼的视觉特性（2）理解基于信噪比的图像探测方程（3） 了解约翰逊准则（意义；观察任务的分类）（三）重点与难点人眼的视觉特性，图像探测方程。第3章辐射源与典型景物辐射（一）课程内容3.1 辐射度量及光度量3.2 朗伯辐射体及其辐射特性3.3 黑体辐射定律3.4 辐射源及其特性（二）教学要求（1）理解黑体辐射定律（黑体、灰体、选择体的定义）（2）理解自然环境辐射及其在目标上的反射（包括典型军事目标辐射和自然辐射源）（三）重点与难点典

5、型辐射源及其特性。第4章辐射在大气中的传输（-）课程内容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（二）教学要求（1） 了解大气的构成；（2）理解大气消光及大气窗口；（3）理解大气吸收和散射的计算；（三）重点与难点大气窗口（5个），波盖尔定律，基于气象学参数的大气透过率的计算。第5章直视型电真空成像器件成像物理（一）课程内容5.1 像管成像的物理过程5.2 像管结构类型与性能参数5.3 辐射图像的光电转换5.4 电子图像的成像理论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（二）教学要求（1） 了解像管成

6、像的物理过程；（2）理解像管结构类型与性能参数；（3）掌握辐射图像的光电转换基本理论及光阴极相关理论；（4）理解电子图像的成像理论和发光显示；（5）理解光学图像的传像与电子图像的倍增；（三）重点与难点1 .像管的成像物理过程（理论与实验依据）2 .像管的分类与分代（按采用的技术）3 .光电阴极的发射理论、分类及制备时的基本原则4 .电子光学系统（电子光学折射率、电子透镜的本质）5 .荧光屏发光（基本概念：荧光、磷光、荧光屏镀铝膜等）6 . OFP的工作原理及作用7 . MCP的工作原理。第6章直视型光电成像系统与特性分析（-）课程内容6.1 直视型光电成像系统的原理6.2 夜视光电成像系统的主

7、要部件及特性6.3 直视型夜视成像系统的总体设计6.4 夜视系统的作用距离（二）教学要求（1）理解直视型光电成像系统的原理；（2）理解夜视光电成像系统的主要部件及特性；（3）理解直视型夜视成像系统的总体设计；（4）理解夜视系统的作用距离。（三）重点与难点1 .直视型成像系统的结构2 .直视型成像系统常用的物镜、目镜3 .物镜和像增强器参数对系统极限分辨力的影响4 .像管的选择（性能指标）5 .直视型成像系统作用距离的估算。第7章电视型电真空成像器件成像物理（一）课程内容7.1 电视摄像的基本原理7.2 摄像管的主要性能参数7.3 摄像管的分类7.4 热释电摄像管7.5 电子枪简介（二）教学要求

8、（1） 了解电视摄像的基本原理；（2）理解摄像管的主要性能参数；（3）理解摄像管的分类；（4） 了解热释电摄像管和电子枪。（三）重点与难点1 .摄像管的结构与工作原理（三个步骤）2 .摄像管图像的写入方式与读出方式.热释电摄像管的工作原理（基本概念：热释电效应；单畴化；基底电荷；工作时对辐射信号 的要求）。第8章固体成像器件成像原理及应用（-）课程内容8.1 CCD的物理基础与工作原理8.2 CCD的结构与特性8.3 CCD成像原理8.4 增强型（微光）电荷耦合成像器件8.5 CCD的应用8.6 CMOS成像器件及其应用（二）教学要求8.7 掌握CCD的物理基础与工作原理；8.8 掌握CCD的

9、结构与特性；8.9 掌握CCD成像原理；8.10 解增强型（微光）电荷耦合成像器件。8.11 了解CCD以及CMOS成像器件的应用（三）重点与难点1. CCD的电荷存储原理（非稳态）2. CCD的信号读出方式（耦合原理）3. CCD的特性（基本概念，会计算转移效率；SCCD、BCCD）4. CCD的成像原理（线阵、面阵，能够系统描述前后过程）5. 增强型 CCD（ICCD、BCCD、EBCCD、EMCCD）6. CCD的应用7. CMOS信号读出方式（选址原理）第10章红外热成像器件成像物理（一）课程内容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

10、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（二）教学要求（1） 了解红外探测器的分类；（2）掌握红外探测器的工作条件与性能参数；（3）理解五种典型红外探测器的工作原理；（三）重点与难点1 .红外探测器的分类、工作条件、性能参数2 .五种典型红外探测器的工作原理。三 本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）无四、学时分配及教学方法注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课程 实践小 计第一章22讲授法目标1第二章22讲授法

11、目标1第三章22讲授法目标1第四章22讲授法目标1/r/r -J-*第五早66讲授法目标1、2第八早44讲授法目标1、2第七章44讲授法目标1、2第八章66讲授法目标1、2第十章44讨论法目标1、2合计32322.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教 学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重支持的课程目标课堂表现签到及课堂表现20%目标1、2期末考试开卷考试，试卷题型包括 填空题、选择题、简答题 等。80%目标1、2注：1 .分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大

12、作业、小 论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、课程目标达成度评价课程目标对应考核形式实际评测结果（学生达到的平均水平）课程目标1课堂表现、期末考试课堂表现xl0%+期末考试对应试题平均分 x80%课程目标2课堂表现、期末考试课堂表现xl0%+期末考试对应试题平均分 x80%七、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .光电成像原理与技术，白廷柱，金伟其编著，北京理工大学出版社，2006年1月第1版2 .光电成像原理，邹异松，刘玉风，白廷柱编著，北京理工大学出版社，1997第1版3 .微光与红外成像技术，张敬贤，李玉丹，金伟其编著，北京理工大学出版社，1995第1版4 .电真空成像器件及理论分析，邹异松编著，国防工业出版社，1989第1版八、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1 .采用多媒体教学手段，保证讲课进度的同时注意学生的掌握程度和课堂的气氛；2 .可根据学生兴趣，鼓励学生课后查阅光电成像技术相关的书籍、文献，以加深学生对课堂所学内容的理解和掌握;2017年9月15日