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2007-01-06 20:08 |
《红外物理》长春理工大学国家级精品课程
《红外物理》长春理工大学国家级精品课程，包括25章。 ]&P\|b1*g
1 第一章 绪论 -n[(0n3c
2 "教学目的：1、使学生..."教学目的：1、使学生掌握红外技术的基本概念 j%y{d(Q4
2、使学生了解红外技术专业的基本情况 45wtl/^9
3、使学生了解红外物理课程的基本内容 "@hd\w{.
教学方法：面授 Q~0>GOq*
教学手段：板书 &)+H''JY
学时分配：2 _4)z:?G5
重点、难点：掌握红外技术的基本概念 pZ \7!rON
作业布置：无 ^ <-r57pz
辅导安排：无 lqMr@
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3 一、红外技术的基本概念红外技术是研究红外波段内电磁波的规律并使其应用的一门现代技术。 B K=w' 1U
众所周知，从波长很长的无线电波到波长很短的宇宙射线都是不同波长的电磁波，或称为电磁辐射。波长的单位在行业内习惯用微米(µm) 。频率ν和波长λ的关系为λν= c （光速）；也有用波数σ表示波长的 σ=1/λ(cm-1) 。 $Z;/ Sh
电磁波谱上的每一段都具有其独特的规律，每一段都是一个研究领域，都有其特性和规律，研究并使其应用，造福与人类，是每个学科的宗旨。红外技术就是研究红外区域内电磁波的规律的一门学问。包括可见光直到紫外部分。 qF `6l(
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4 "需要记住和理解的几点内容" 需要记住和理解的几点内容： 2YKa <?_
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“红外辐射是人眼看不见的光线” S :}"gwFM
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“红外辐射就是热辐射” $qYP|W
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“对红外线的研究也属于光学范畴。” x,U_x
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5 "红外技术的主要（研究）内容..."红外技术的主要（研究）内容 ： o.f qJfpj
红外辐射的性质。包括受热物体所发射的辐射在光谱、强度和方向的分布；辐射在媒质中的传播特性——反射、折射、衍射和散射；热电效应和光电效应等。（对应课程：红外物理） mrnPZf i
红外元器件、部件的研制。包括红外探测器、辐射源、微型制冷器、红外光学材料和滤光片等。（对应课程：红外探测器、红外光学系统） J=$\-
把各种红外元器件、部件构成完整的应用系统。（对应课程：红外系统） =(7nl#o
红外技术在军事上和国民经济中的应用 G'G8`1Nj
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6 "相关技术"相关技术： /A-WI x
探测技术;精确制导技术;光电子技术;先进材料技术 Ws `ndR
技术难点： =iKl<CqI$E
红外技术的发展关键在于红外材料的研制、红外设备的制冷、红外设备向更长波段发展、红外焦平面阵列器件的研制和红外设备与数据处理设备的结合等。 r*l3Hrho~K
^O+ (eA7E
7 "红外技术的发展和现状：自从..."红外技术的发展和现状：自从1800年英国天文学家F·W·赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了两个世纪。从60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。
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（1）探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。 ?hkOL$v<9}
（2）红外探测器的工作波段从近红外扩展到远红外。 v
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（3）轻小型化。非致冷、集成式、大面阵红外探测器方向发展。高效小型制冷器和无需制冷的红外探测器将是今后的发展方向。 \|{/.R
（4）红外探测系统从单波段向多波段发展。 m?<E >-bI
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8 "我国红外技术发展较晚..."我国红外技术发展较晚，在五十年代末、六十年代初。至今发展有四十多年历史（其实也不晚，文化大革命耽误了）。值得骄傲，我院1958年成立，就有红外技术专业方向。原隶属中科院长春光机所（上海光机所也是长春光机所分出去的）。所以说也是我院的特色专业。七十年代我院就研制了四○火箭筒的红外瞄准镜，后陆续搞了很多红外技术方面的科研项目，在国内小有名气。 S=mqxI o@m
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9 "红外技术的应用"红外技术的应用 `2@.%s1o=
1 军事目标的侦察、监视、预警与跟踪 I 6f/+;E
2 红外制导是一种重要的制导方式。 .nrllVG%`
3 红外通信。 ^
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4 军用夜视仪。 rT/r"vr
5 是探测隐身飞行器的一种手段。 sg^|dS{3D
6 对威胁进行红外告警。 s< FBr,
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10 "红外对抗（简介）：红外..."红外对抗（简介）：红外干扰机，红外诱饵，红外烟幕，红外隐身。 ,.W7Z ~z
红外技术在民用方面的应用：红外测温，红外遥控，红外遥感，红外医疗，红外加热，红外光谱技术 。 I 8
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总之，红外技术的应用及其广泛，它已涉及到军事战术或战略的情报搜集、目标的侦察监视、武器制导等各个领域，对未来战争产生重大的影响。在工业、医学和科研等许多方面也广为使用，例如热源探测，医用热像仪、温度测量与过程控制、红外光谱分析、红外加热、红外遥感、红外天文学等。 ^HJ?k:u
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11 "红外技术专业的基本情况"红外技术专业的基本情况 |M?vFF]TN
概述 .N
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红外技术是电子科学与技术专业中一个主要的专业方向。是我校7个特色专业之一。是历史悠久、力量雄厚、国内少有的军工特色专业。几十年来为我国军工事业培养了一批有成就的专业人才。 vNv!fkl
历史沿革 Y"MHs0O5>
红外技术是我校1958年建校时技术物理专业的一个方向，1963年成立为专业。直到1993年教育部调整专业目录，红外技术作为一个方向归并在光学物理系光电子技术专业名下，2002年原光学物理系调整为两个系：物理系和电子科学与技术系 。 z6Ob X
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13 "业务培养目标"业务培养目标： aaFT
本专业培养具备坚实的数理基础，系统掌握红外技术与光电子技术领域内宽厚理论基础、实验技能和专业知识，获得科学研究和科技开发的初步能力，能在红外技术与光电子技术及其它相近领域内从事研究、教学工作，从事红外技术、光电子技术、光电子器件乃至光电子系统的设计、制造和相应新产品、新技术、新工艺的研究、开发工作的军地两用高级工程技术人才。 9dhEQ=K{3
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14 "业务培养要求"业务培养要求： 6UeY Z g
本专业学生主要学习数学、物理学、四大力学、固体物理、半导体物理、红外物理学与光电子学的基础理论和基本知识，具有利用现代的光学、机械、电子、计算机等先进技术，对红外系统乃至光电子系统及仪器整机的设计、计算、应用的基本能力。掌握各种光电子器件、工艺及系统的设计、研究与开发的基本能力。 ~_D.&-xUF
3O/#^~\'hW
15 "毕业生应获得以下几方面的知识..."毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 'f-r 6'_ZX
1、具有坚实的数理基础，较好的人文社会科学基础，并熟练掌握一门外国语； 3OZPy|".ax
2、系统地掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识； pZ.b
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3、具备较强的近代物理实验、光电子技术实验能力，计算机辅助设计与测试能力和相关的工程实践训练； :dSda, !z
4、了解本专业领域的最新进展和发展动态；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 P"Al*{: J
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16 "主要课程设置"主要课程设置： lhGJ/By- -
主要学习四大力学、固体物理、半导体物理、红外物理、红外探测器、红外光学系统、红外电子学、红外系统等， Cf2WBX$
开设红外遥感技术、红外光谱技术、红外预警与对抗、红外仪器及应用、夜视技术等课程。 4KM-$h,4O
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17 "专业学科梯队"专业学科梯队： L"m^LyU
红外技术专业的主干学科是电子科学与技术，我校的电子科学与技术系现有一个博士点（物理电子学）、两个硕士点（物理电子学、微电子学与固体电子学），都是省部级重点学科。各学科梯队的负责人，都长期从事红外技术方面教学和科研工作，对红外技术专业的建设可以起到有力的支撑作用。 A I.(}W4]
由于是具有理科基础的工科专业，所以红外技术专业或方向以前一直设置在光学物理系，现在光学物理系分为两个系，同属于理学院。 yWi-ic
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19 "教材建设"教材建设： cs+3&T: ,*
正式出版了兵工专业红外系列教材（全国普通教育规划教材）一套： y?<K N0j
《红外物理》 刘景生 北京 国防工业出版社 1992年 >qmCjY1
《红外探测器》 王义玉 北京 国防工业出版社 1993年 lvO6&sF1
《红外光谱学》 王兆民 北京 国防工业出版社 1994年 #J"xByQKK
《红外光学系统》 冯克诚 北京 国防工业出版社 1995年 0X=F(, >9
《红外系统》 陈玻若 北京 国防工业出版社 1995年 e c&/a2M
《红外电子学》 欧阳杰、石晓光 北京理工大学出版社 1997年 LjI`$r.B
《红外技术专业实验》 红外技术专业教研室 （待出版） < .6rl
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其中《红外物理》课程被评为吉林省省优课程。 （我校省优课程有16门。） _} R[mr/
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20 "科研工作"科研工作 GJeG7xtJKl
我校红外技术专业的发展，是与科研工作分不开的。数十年来，尤其是七五到十五计划期间，专业教师从事了一大批红外技术专业及与其相关的科研项目，具有代表性的有： q>$MqKWM
四○火箭筒红外瞄准镜 陈玻若等 兵器工业部 1970年 @8|*Ndx2
光学复眼式制导导引装置 尚世哲等 兵器集团总公司 1996年 bv[#|^/
数字式测温仪器 尚世哲等 横向 1996年 AE0 uBv
红外热成像光学系统轴偏调校 高俊杰 国防科工委 1996年 ]vvYPRV76
人参速冻干燥设备 石晓光等 横向 1997年 F8f}PV]b
负压远红外人参增味机 冯广良等 横向 1997年 =,6H2ew
红外干扰机 张西亚等 兵器工业部 1997年 heVk CM :
视频/红外动态图像转换技术 李卓等 兵器工业部 1995年 y{%0[x*N<m
双色红外末制导模拟装置 尚世哲等 国防科工委 1998年 nkW})LyB\
红外探测器光学系统加工装调 冯克诚 兵器312所 2000年 NKu[6J?)
汽车尾气在路检测技术 石晓光等 吉林省环保局 2001年 ?QOU9"@+B
火炮身管内壁温度测量 李野等 总装备部 2001年 7n7Xyb
薄膜型热传感器 冯克诚 航天部704所 2001年 -s3`mc}*
红外体温监测系统 石晓光等 吉林省教委防治非典专项 2003年 }L\; W:0
次声波武器技术 石晓光等 兵器集团总公司 2003年 VdlT+'HF
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21 "有很多学生的毕业论文与教师..."有很多学生的毕业论文与教师的科研课题有关，下面是近二年内部分学生的毕业论文题目： u m9yO'[C
导弹的干扰欺骗技术的研究 指导老师：李春跃 z'YWomfZm
红外对抗技术的现状及未来 李春跃 YM}a>o
舰用远红外诱饵弹 高俊杰 uJw?5kEbv<
光学相控阵电光扫描研究 冯克诚 v K',!1]y
红外跟踪系统与成像跟踪原理分析 王义玉 5\+*ml
热成像原理及应用热象仪设计初步 王义玉 FK _ ZE>
灵巧观瞄器具的研制 石晓光 x4MmBVqp
红外预警装置作用距离的位算 石晓光 4t,
2H" M
军事目标红外辐射特性的研究 石晓光 nip 6|dN
太阳能追光系统 李野 5,"c1[`-
夜视技术及其发展 田景全 RM;a]g*
8－14µm燃烧辐射剂的研究 高俊杰 Rx-\B$G
远红外吸收及发射光谱测量 高俊杰 u]yy% @U1
主动红外夜视技术 田景全 fVbjU1N
光电侦察在现代战争中的应用 李树元 uo#1^`P
红外搜索系统原理及探测概率和虚警概率 王义玉 wQhNQ(H~\
机动车尾气光电检测技术 冯克诚 R#T-o,m
光学遥测法测量有毒气体 冯克诚 ;b<w 'A_1
大气环境中空气污染的检测 冯克诚 TSB2]uH
红外CCD转移效率的研究 叶文 ? doI6N0T
光电仪器在放射性物质污染检测中的应用 石晓光 F.[%0b E
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22 "毕业生需求及分配就业情况"毕业生需求及分配就业情况 BEDkyz;:
因为国内没有相同专业，在我校隶属兵器部时，红外技术专业毕业生基本有固定的分配去向，人数比例较多的大致为如下几个方向： 8 A>OQR
各光机所、物理所：长春光机所、长春物理所、上海光机所、上海技术物理所、西安光机所、安徽光机所、昆明物理所。 C[J9 =!t
各军工研究所：部内203所、205所、211所、航天207所、707所、713所等。 .shi?aWm
各兵器光学厂：长春228厂、西安248厂、云南298厂、扬州5308厂、无锡559厂、河南541厂等。 GG%b "d-
各省公安厅、直辖市公安局、军校和地方高等院校、武器实验基地、地方光电子企业、半导体厂、公司等。 2W,9HSu8
逢国内业内召开会议时，都会看到很多本专业毕业生。很多毕业生都已经成为专业领域的技术骨干或高级管理人员。 bMO^}qR`
随着军事科技形势的不断发展，对该专业毕业生需求将是长期的。 HpnF,4A>
隶属地方及专业目录合并以后，除上述分配去向外，去三资企业的较多，凡与光电子技术、电子材料与元器件有关的企业均可接纳红外专业毕业生。 l_g$6 \&|
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23 "红外技术课程的基本内容"红外技术课程的基本内容 eh86-tQI~(
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红外系统的构成及和专业课程的关系 %U\,IO `g
红外系统由如下几大部分组成： （前面有红外辐射源） 3&hR#;,"X
红外光学系统 →红外探测器 →电子处理系统 → 显示、随动系统 AdDX_\V,*
其中： oD2:1 9M@p
△红外光学系统：天线。作用是把红外辐射源辐射的能量聚集在探测器上。除透过波段外，其余参数与可见光的光学系统相同（望远、聚焦、增透等）。 / H r|u
△红外探测器：接收辐射源的红外辐射并将其转换成电信号。 3#7V1
△电子处理系统：将微弱的电信号处理成能够应用的形式或数值。 qG9a!sj
△显示、随动系统：执行机构，根据需要执行相应的动作（显示、驱动等）。 7^g O>2~
对应每一个部分，都有一门专业课程。各专业课程设置如下： )U&9d
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24 "《红外物理》：红外辐射的理论基础..."《红外物理》：红外辐射的理论基础、各种定律及计 算、红外辐射源、红外辐射在大气中的传播等。 .9J^\%JD
《红外光学系统》：红外光学材料、特殊滤光片、薄膜光学、光学系统的设计及计算等。 Ac: `xk<
《红外探测器》：探测器机理、探测原理、典型红外探测器介绍、测试、计算等。 L!}!k N:?
《红外电子学》：弱信号处理、低噪声电子电路、放大、调制、解调、红外系统中常用的特殊电子电路。 \c_g9Iqa
《红外系统》：整个红外系统的设计、各部分的衔接、典型系统的设计、红外仪器等。 = pL$*` ]?
《随动系统》：执行机构。执行探测到信号后要执行的动作。如显示（数字或图像）、驱动（继电器、控制其它系统的电路、报警等）、动作（尾舵、转盘、自动瞄准、跟踪等，由电磁机构组成，电机电磁铁等） p6DI7<C<H
\s=r[0tj!
25 "课程设置决定了我们专业..." *C_A(n5"V
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