高级红外光电工程导论

课程编码：480143080901P2002 英文名称：Introduction to Advanced Infrared and Opto-electrical Engineering 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：王建宇等

红外光电工程涉及红外物理、红外光学、红外探测器、信号检测与处理等多个技术领域，是一门工程性强、知识覆盖面宽的综合性学科。为让初次涉足光电专业的研究生尽快掌握系统设计的精髓，中科院上海技术物理研究所2003年起开设了“高级红外光电工程导论”的博士生专业课程。
课程采用的自编教材注重吸取红外光电技术领域的名著、专著的精华，力求保持红外光电工程基本理论的系统性、完整性，并适当结合工程实践和应用实例。每期课程安排数次课外作业和一次以论文课题为主题的光电技术研讨会，通过交流深化对系统理论的理解。

普通物理（光学部分）、电子线路（或类似课程）、数字电路、光电技术（或类似课程）

第一章 引言 4.0学时
第1节 光电工程的定义和应用领域
第2节 红外光电工程在对地观测中的应用
第3节 红外光电工程在科学探测中的应用(天文观测，引力波观测）
第4节 红外光电工程在通信技术中的应用(光通信，量子通信)
第5节 红外光电探测的新技术-成像光谱技术
第二章 红外辐射和辐射源 8.0学时
第1节 光辐射与度量
光辐射及其电磁辐射
光度量与辐射度量
第2节 辐射体及其基本定律
辐射体计算模型
黑体基本定律
第3节 环境与目标光辐射
自然辐射源与环境辐射
人工辐射源
第三章 红外辐射在大气中的传输 6.0学时
第1节 大气的特点以及对辐射传输的影响
第2节 大气传输计算与校正
第3节 大气传输效应的应用
第四章 红外光学系统设计 10.0学时
第1节 光学发展历程
第2节 几何光学
几何光学的基本原理
理想光学系统与成像
共轴球面系统的物像关系
光学系统中的光束限制
辐射度学和光度学
第3节 光学像质及其评价
光学像差
像质评价
第4节 光学设计方法与实例
光学设计概述
zemax基础教程
光学镜头设计实例
典型光电系统设计案例
第5节 现代光电系统设计案例
第五章 光机扫描系统 6.0学时
第1节 光机扫描种类
第2节 光机扫描部件
第3节 扫描数据畸变与对地定位
第4节 卫星轨道简介
第六章 红外分光技术 8.0学时
第1节 分光及光机扫描技术
第2节 分光技术
第3节 分光技术应用与案例
第4节 光机扫描技术(光学部分）
第七章 红外探测器 8.0学时
第1节 探测器简介
第2节 红外探测器特性参数
第3节 热探测器和光子探测器
第4节 探测器噪声
第5节 系统灵敏度
第6节 红外焦平面阵列
第7节 图像传感器
第8节 红外成像系统的评价
第9节 红外探测器制冷方式
第八章 红外系统设计 6.0学时
第1节 成像光谱仪
第2节 空间目标光电探测系统
第九章 课程设计交流和评价 4.0学时
第1节 课程设计交流和评价

王建宇，中科院院士，中科院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，中科院空间主动光电技术重点实验室主任。量子科学实验卫星工程常务副总设计师、卫星总指挥，高分专项航空系统副总设计师。国家量子通信和量子计算机重大专项专家组成员，863专家组专家，中科院空天领域专家组副组长。是我国空间光学载荷、光电探测方面的著名专家。长期从事空间光电系统、信息获取与处理技术的研究。主持了多项国家重大项目；负责了我国量子科学实验卫星工程系统，和探月、载人航天等重大工程中多项光学有效载荷的研制跟踪，取得一批具有国际先进水平的研究成果。他担任COSBAR中国委员会委员、SPIE?亚太遥感会议/多光谱、超光谱遥感技术和应用会议主席，《红外与毫米波学报》副主编，《遥感学报》编辑出版委员会副主任委员。获国家技术发明二等奖2项、科技进步二、三等奖各1项，中科院杰出成就奖1项。发表论文近171篇，专著1部，获授权发明专利70余项。先后获得上海市科技精英、上海市优秀科研院所长等称号。目前主要研究领域包括超光谱成像技术、空间激光探测技术和自由空间量子通信技术。
何志平，现任中国科学院上海技术物理研究所二室主任。面向国家空间科学战略需求，长期致力于空间光谱探测、主被动复合光学等领域方法、技术与系统研究，研究成果成功应用于我国深空探测、空间科学及军、民相关领域。主持或参与完成多项重大课题研究，代表性的有探月工程—“嫦娥三号红外成像光谱仪”、“嫦娥四号红外成像光谱仪”，国家自然科学基金—“目标自适应光谱探测机制研究”，量子科学试验卫星有效载荷等。现任“嫦娥五号/嫦娥六号”月球矿物光谱分析仪及“天问一号”火星矿物光谱分析仪等项目负责人，并主持嫦娥七号及小天体探测等多个军、民领域任务的光谱类载荷关键技术攻关等项目的研究工作。获上海市技术发明一等奖二项（其中一项排名第一）、国家技术发明二等奖一项、中国科学院杰出科技成就奖一项、中国光学工程学会创新产品一等奖一项。