航天红外成像探测器 陈伯良,李向阳 科学出版社

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陈伯良,李向阳 著
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店铺: 南源图书专营店
出版社: 科学出版社
ISBN:9787030492029
商品编码:26690444500
包装:平装-胶订
出版时间:2016-07-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 航天红外成像探测器 作者 陈伯良,李向阳
定价 138.00元 出版社 科学出版社
ISBN 9787030492029 出版日期 2016-07-01
字数 页码
版次 1 装帧 平装-胶订
开本 128开 商品重量 0.4Kg

   内容简介
本书以光子型红外探测器为论述主体,内容聚焦于Si、InSb、InGaAs、HgCdTe、QWIP等几种发展成熟且有重要而广泛应用的探测器以及若干新型探测器。对其原理、结构、性能特点、工艺技术路线和测试评价技术作了较为详尽的介绍。对近年来迅速发展的红外焦平面成像阵列,从其原理、信号读出、关键技术到性能特点等方面作了比较系统、深入的讨论。

   作者简介

   目录

   编辑推荐
导语_点评_推荐词

   文摘

   序言

太空的“眼睛”:揭秘航天红外成像探测器的奥秘 浩瀚宇宙,星汉灿烂。自古以来,人类便仰望星空,探索未知的边界。而今,随着科技的飞速发展,我们已经不再满足于肉眼所见的有限视野。一项项尖端技术如同“太空的眼睛”,让我们能够洞察宇宙深处的秘密,其中,航天红外成像探测器扮演着至关重要的角色。它们如同拥有“夜视能力”的超级相机,能够捕捉到人眼无法察觉的红外辐射,从而揭示天体的温度、物质组成、运动状态等关键信息。 为何需要红外?超越可见光的视野 我们熟悉的可见光,如同穿梭在白天阳光下的可见光束,只能揭示物体表面的信息。然而,宇宙中许多重要的现象和天体,其最活跃、最根本的能量释放形式恰恰是红外辐射。恒星的诞生与死亡、星际尘埃的碰撞与升温、行星大气的化学成分、甚至是遥远星系发出的微弱热信号,都通过红外光线传递着信息。 红外成像探测器正是为此而生。它们能够探测到在可见光下黯淡无光的区域,揭示隐藏在尘埃云背后的新生恒星,观测到行星表面的温度分布,监测地球大气层中的温室气体变化,甚至在黑暗的太空中搜寻生命迹象。简单来说,红外探测器为我们打开了一个全新的观测窗口,让我们能够以更全面、更深刻的视角理解宇宙。 红外探测器的“工作原理”:捕捉热量的秘密 红外成像探测器的核心在于其对红外辐射的敏感性。与普通相机捕捉可见光不同,红外探测器能够感知由物体发出的热量所产生的红外光子。这些光子经过探测器中的敏感元件时,会产生电信号,经过放大、处理和编码,最终形成一幅幅“热图”。 这个过程涉及一系列复杂的工程技术: 光学系统: 就像相机的镜头一样,红外探测器也需要精密的红外光学系统来收集和聚焦红外辐射。这些透镜和反射镜通常由特殊材料制成,以确保对红外光的有效传输和成像。 探测器阵列: 这是红外成像的核心部件。它由数百万个微小的红外敏感像素组成,每个像素都能将接收到的红外光子转化为电信号。根据探测的红外波段不同,探测器阵列的材料和结构也会有所差异,例如碲镉汞(MCT)、锑化铟(InSb)等都是常用的探测器材料。 制冷系统: 探测器自身的温度会产生红外辐射,从而干扰对外部目标的观测。为了提高信噪比,红外探测器通常需要被冷却到极低的温度,有时甚至接近绝对零度。这通常需要复杂的制冷系统,如斯特林制冷机或脉冲管制冷机。 信号处理单元: 探测器阵列产生的微弱电信号需要经过精密的放大、滤波、模数转换等处理,才能生成可用的图像数据。 从地球到太空:航天红外探测器的发展历程 红外天文学的萌芽可以追溯到20世纪初,但真正实现太空中的红外观测,则需要依赖于火箭和航天器的发展。早期的红外探测器受限于技术水平,灵敏度和分辨率都相对较低。随着半导体技术、低温技术和探测器材料的不断进步,航天红外成像探测器经历了几个关键的发展阶段: 早期探索(20世纪中后期): 随着空间观测技术的兴起,一些初步的红外探测器被搭载到高空气球和小型火箭上,进行了一些初步的宇宙红外辐射测量。这些任务虽然简单,但为后续更复杂的航天红外探测器奠定了基础。 专用红外望远镜时代(20世纪末至今): 这一时期,一系列专门的红外空间望远镜被发射升空,如 IRAS(红外天文卫星)、Spitzer(斯皮策空间望远镜)、Herschel(赫歇尔空间天文台)等。这些望远镜配备了先进的红外探测器和大型光学系统,以前所未有的精度观测了宇宙的红外图景,发现了大量之前未知的红外源,极大地拓展了我们对宇宙的认知。 多波段、高分辨率时代(21世纪): 随着技术的发展,新一代的红外成像探测器不仅在灵敏度上有了显著提升,还能够同时探测更宽广的红外波段,并且拥有更高的空间分辨率。例如,詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)配备了多台先进的红外相机和光谱仪,能够观测到更古老、更遥远的宇宙,揭示了早期宇宙的形成过程。 航天红外成像探测器的应用领域:从宇宙深处到地球家园 航天红外成像探测器的应用范围极为广泛,不仅在天文学研究中发挥着不可替代的作用,还在地球科学、行星科学、环境监测等领域展现出巨大的价值。 1. 天文学研究: 恒星的诞生与演化: 新生的恒星通常被厚厚的尘埃云包裹,可见光难以穿透。红外探测器能够穿透这些尘埃,直接观测到年轻恒星发出的红外辐射,研究它们的形成过程、质量、温度等关键参数。 行星的形成: 原行星盘是行星形成的摇篮。红外观测能够探测到原行星盘中的尘埃颗粒,研究它们的分布、大小和化学组成,从而理解行星的形成机制。 星系的演化: 遥远的星系在其生命周期中会释放出大量的红外辐射,尤其是在恒星形成活跃的星系。通过观测这些红外辐射,天文学家可以研究星系的形成、演化以及其中的物质循环。 黑洞与活动星系核: 活跃的黑洞在其吞噬物质时会产生大量的能量,其中一部分以红外辐射的形式释放出来。红外观测有助于研究活动星系核的性质和吸积过程。 寻找系外行星: 尽管目前主要通过凌星法或径向速度法寻找系外行星,但红外观测可以探测系外行星发出的热辐射,甚至分析其大气成分,为搜寻地外生命提供线索。 2. 地球科学与环境监测: 气候变化研究: 地球大气中的温室气体(如二氧化碳、甲烷)会吸收和发射红外辐射。红外探测器能够精确测量这些气体的浓度分布,监测全球气温变化,为气候模型提供数据支持。 植被健康监测: 植物的生长状态会影响其红外反射率。通过分析地表植被的红外光谱,可以评估农作物长势、森林健康状况,及时发现病虫害,指导农业生产。 地质勘探与灾害预警: 地表的温度分布能够反映地下物质的组成和结构。红外探测器可以用于勘探矿产资源,监测火山活动、地震前兆等地球物理现象。 海洋监测: 海洋表面的温度分布与洋流、气候变化密切相关。红外遥感可以监测海温异常,研究厄尔尼诺现象等海洋气候事件。 城市热岛效应: 城市区域由于人类活动释放大量热量,形成“热岛效应”。红外图像可以清晰地展示城市热岛的范围和强度,为城市规划和降温措施提供依据。 3. 行星科学: 行星大气研究: 观测行星大气层的红外辐射,可以分析其化学成分、温度结构、云层分布等,从而了解行星大气的演变和动力学过程。 行星表面温度与组成: 红外探测器可以测量行星表面的温度分布,揭示地质活动、物质组成等信息。例如,通过火星探测器上的红外相机,我们能够了解火星表面的矿物分布和水冰存在情况。 彗星和小行星探测: 彗星和小行星会反射太阳光并自身散发红外辐射。红外观测有助于研究它们的表面成分、温度和挥发性物质,了解太阳系早期物质的构成。 未来的展望:更远的距离,更精细的洞察 随着技术的不断进步,未来的航天红外成像探测器将朝着更远的探测距离、更高的灵敏度、更精细的空间和光谱分辨率方向发展。例如: 超大型红外空间望远镜: 建造更大口径的红外空间望远镜,将能够捕捉到更微弱的红外信号,观测到更遥远的宇宙。 新型探测器技术: 研发新型的红外探测器材料和结构,将进一步提升探测器的性能,降低运行温度,减少功耗。 微波波段的拓展: 除了中远红外波段,未来还将加强对亚毫米波段的观测,这些波段对于研究冷尘埃、早期宇宙中的气体等至关重要。 集成化与小型化: 随着技术的进步,未来的红外探测器也将更加集成化和小型化,便于搭载到更小的航天器上,实现更灵活的探测任务。 航天红外成像探测器,作为人类探索宇宙和认识地球的“利器”,其重要性不言而喻。它们默默地在太空中辛勤工作,将宇宙深处和我们赖以生存的地球发出的红外“语言”翻译成我们能够理解的图像和数据,不断刷新着我们对宇宙的认知边界,也为解决地球面临的诸多挑战提供了宝贵的信息。正是这些“太空的眼睛”,让我们能够看得更远,看得更清晰,也看得更深刻。

用户评价

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作为一名在光学仪器设计领域有着数年从业经验的工程师,我始终关注着各类成像探测技术的发展和应用。《航天红外成像探测器》这本书,在我近期关注的专业领域内,绝对是一本值得深入研究的著作。陈伯良和李向阳的名字,在红外探测领域的研究和工程实践中具有相当的分量,科学出版社的出版也保证了其内容的严谨性和权威性。我非常期待书中能够提供对航天红外成像探测器设计、制造和应用的全方位、深入的解析。我尤其关注书中对不同红外探测器技术路线的详细比较和分析,例如碲镉汞(HgCdTe)、锑化铟(InSb)等化合物半导体探测器,以及新兴的量子阱红外光电探测器(QWIP)和量子点红外光电探测器(QDIP)在航天应用中的潜力和挑战。书中对探测器阵列的设计、读出电路的集成以及信号处理算法的介绍,也是我非常感兴趣的内容。在航天应用中,对探测器的性能要求极为苛刻,包括高灵敏度、低噪声、宽动态范围、高空间分辨率和快速响应速度等,我希望书中能够深入探讨如何通过优化设计和制造工艺来满足这些严苛的要求。此外,书中对探测器在轨标定、性能衰减分析以及寿命预测等方面的论述,对于实际工程应用具有重要的指导意义。

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我是一个业余的摄影爱好者,但我的兴趣早已从地面摄影拓展到了更为广阔的领域,比如天文摄影和遥感影像的解读。当我在一家老旧的书店里,在堆积如山的科学技术类书籍中,发现这本《航天红外成像探测器》时,我感觉自己像是发现了一件珍贵的宝藏。这本书的作者是陈伯良和李向阳,虽然我并不直接认识他们,但“科学出版社”的标识告诉我,这是一本经过严格审校、内容可靠的专业书籍。我对红外成像的魅力早已深深着迷。我曾尝试用一些基础的红外摄像设备拍摄夜间的动物,那种“透视”黑暗的能力让我惊叹不已。而将这种技术应用到浩瀚的宇宙和我们赖以生存的地球,其意义更是非同小可。我希望这本书能够以一种相对易懂的方式,向我这样的普通读者介绍红外成像探测器的工作原理。我希望能够了解到,它们是如何捕捉到那些肉眼看不见的红外辐射,又是如何将这些辐射转化为我们能够理解的图像的。书中是否会涉及红外探测器的各种类型,例如短波红外、中波红外、长波红外,以及它们各自的适用范围?在航天领域,这些不同的波段又分别被用于哪些关键任务?我尤其好奇,在遥远的太空,这些探测器是如何工作的,它们在极端温度、真空和强辐射环境下是如何生存并发挥作用的。这本书的出现,为我提供了一个深入了解这个迷人领域的绝佳机会。我希望能通过阅读它,将我对红外成像的理论知识和在实际应用中的理解提升到一个新的高度,甚至可能启发我思考一些与此相关的个人项目。

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我是一名对宇宙奥秘充满好奇心的学生,尤其对那些能够帮助我们“看”得更远的科技感到着迷。最近,我在浏览科普书籍时,偶然发现了《航天红外成像探测器》这本书,作者是陈伯良和李向阳,由科学出版社出版。我立刻被这个标题所吸引,因为我知道红外线是我们肉眼看不到的一种电磁波,而它在航天领域的作用一定非常重要。我非常想了解,这些“航天红外成像探测器”到底是什么?它们是如何工作的?书中是否会以一种易于理解的方式,向我介绍红外成像的基本原理,例如为什么红外线能够传递热量,又如何被探测到?我特别想知道,在浩瀚的宇宙中,这些探测器被用来做什么?它们是否帮助我们看到了遥远的星系,研究宇宙的起源?或者,它们是否被用来监测我们美丽的地球,比如观测天气变化,识别森林火灾,或是研究气候变暖?我希望书中能够包含一些生动具体的例子,让我能够更直观地理解红外成像探测器在太空中的重要贡献。这本书的出现,就像为我打开了一扇通往宇宙深处的大门,我迫不及待地想通过它来学习和探索,去了解那些隐藏在宇宙黑暗中的奥秘。

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作为一名在光电探测领域工作多年的高级工程师,我时刻关注着行业内的最新技术进展和权威著作。《航天红外成像探测器》这本书,因其作者陈伯良和李向阳在学术界的声望以及科学出版社的出版背景,引起了我极大的关注。我非常期待这本书能为我提供对航天红外成像探测器技术,从基础理论到工程实现的全面、深入的解读。我特别关注书中对新型红外探测材料和器件的研究进展,例如超晶格、量子点、微测辐射热计等,以及它们在提升探测器性能和拓展应用领域方面的潜力。同时,书中对探测器在极端空间环境下的可靠性设计、抗辐射加固技术以及长期在轨性能评估方法的论述,也至关重要。我希望书中能够包含具体的航天红外成像探测器系统设计案例,从光学系统、焦平面探测器、电子学电路到数据处理算法,进行详尽的分析,并讨论在设计过程中所面临的关键技术挑战及解决方案。此外,书中对红外成像探测器在不同航天任务中的应用,如地球观测、行星探测、空间科学研究等,进行系统性的梳理和案例分析,也将极大地提升其指导价值。我相信,通过深入研读这本书,我能够进一步深化对航天红外成像探测器领域的理解,并可能为我未来的技术研发和项目规划提供宝贵的参考。

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我对太空探索的历史和未来充满了无限的遐想,尤其是那些看不见但却极其重要的探测技术。当我在一个偶然的机会中得知《航天红外成像探测器》这本书的存在时,我的好奇心被瞬间点燃。这本书由陈伯良和李向阳撰写,并由享有盛誉的科学出版社出版,这让我对它的内容质量和专业性充满了期待。我一直对红外线所能揭示的世界感到着迷,它能够穿透我们肉眼可见的界限,揭示隐藏在表象之下的信息。在航天领域,红外成像探测器更是扮演着不可或缺的角色,它们帮助我们观测遥远的星系,研究宇宙的演化,监测地球的气候变化,甚至在月球和火星的探索中发挥着关键作用。我非常希望这本书能够为我揭示这些神秘探测器的内部运作机制。它是否会详细介绍红外探测器的基本原理,例如如何捕捉和分析不同波长的红外辐射?书中是否会探讨不同类型的红外探测器,比如那些需要在极低温下才能工作的制冷型探测器,以及那些更加紧凑、便携的非制冷型探测器?我尤其想了解,在极端恶劣的太空环境中,这些精密的仪器是如何被设计、制造和保护的,以确保它们能够长期稳定地工作。这本书的出现,为我提供了一个绝佳的机会,去深入了解这些隐藏在航天器“眼睛”背后的奥秘,去感受科技的魅力,并可能为我未来的学习和研究提供重要的指引。

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我是一名对物理学特别是光学物理领域抱有浓厚兴趣的普通读者,平时喜欢通过阅读科普书籍和专业著作来充实自己。当我在书店的科技类书架上看到《航天红外成像探测器》时,我立刻被这个充满神秘色彩的标题所吸引。陈伯良和李向阳这二位作者的名字,以及科学出版社的出版标识,让我感到这本书的内容一定相当专业和严谨。我一直对“看不见”的光——红外线——在科学探索中的作用感到好奇。我知道红外线能够传递热量,而它在航天领域的应用,更像是给宇宙和地球装上了一双“热眼”。我非常希望这本书能够用一种清晰易懂的方式,向我这样的非专业读者解释红外成像探测器的工作原理。它是否会从最基础的物理概念讲起,比如黑体辐射、热辐射等?它又如何将捕捉到的红外信号转化为可视的图像?书中是否会介绍不同类型的红外探测器,以及它们在太空中的具体应用,比如用于监测地球气候、探测遥远星系,甚至是寻找系外行星上的生命迹象?我对书中可能包含的关于材料科学、电子学等跨学科知识的介绍也充满期待,因为我知道建造这样精密的仪器必然涉及多个科学分支的融合。这本书的出现,为我打开了一扇通往高科技世界的大门,我迫不及待地想通过它来探索那些隐藏在黑暗中的宇宙奥秘。

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作为一名在航空航天行业工作多年的工程师,我经常需要接触和了解各种先进的探测技术。《航天红外成像探测器》这本书,无疑是近期我遇到的最引人注目的专业著作之一。我所在的团队目前正致力于开发新一代的卫星载荷,而红外成像技术在其中扮演着越来越重要的角色。过去,我们更多地依赖可见光和紫外波段进行观测,但红外波段能够穿透云层、探测地表温度、识别化学成分,这些能力在许多应用场景下是可见光无法比拟的。这本书的作者陈伯良和李向阳,他们的名字在业内具有很高的声誉,这让我对书的内容质量充满信心。我希望书中能够系统性地介绍航天红外成像探测器的关键技术,包括但不限于探测器的材料选择、制备工艺、性能指标的评估以及在轨运行的可靠性保障。我特别关注书中是否会深入探讨不同红外探测技术(如制冷型和非制冷型)在空间应用中的权衡与选择,以及它们各自的优势和局限性。例如,在需要高灵敏度和宽动态范围的应用中,制冷型探测器是不可或缺的,但其复杂性和功耗也是一个挑战;而非制冷型探测器虽然简单易用,但在某些极端环境下可能无法满足要求。此外,书中对新型红外材料(如碲镉汞、锑化铟等)在航天级探测器中的应用进展的介绍,也至关重要。我对书中是否会包含具体的工程设计实例和案例分析抱有很大的期待,这些内容能够帮助我们更好地理解理论知识如何转化为实际应用,并从中汲取宝贵的工程经验。例如,某个具体的红外成像卫星任务是如何设计其探测器的,面临哪些技术难点,又是如何克服的,这些细节对我来说非常有启发性。

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我是一名对光学工程和空间科学交叉领域充满热情的年轻科研工作者,目前的研究方向涉及到新型光电探测器的开发。在日常工作中,我经常需要查阅大量的专业文献和书籍,以了解该领域的最新进展。《航天红外成像探测器》这本书,在我最近的文献调研中引起了我的注意。作者陈伯良和李向阳的名字,在航天红外探测领域的研究者中具有一定的知名度,他们撰写的书籍通常具有较高的学术价值和严谨性。我非常期待这本书能够提供对航天红外成像探测器这一复杂系统深入的、系统性的介绍。我希望书中能够详细阐述不同类型红外探测器的物理原理,例如本征探测器、掺杂探测器、光电导效应、光伏效应等,以及它们在构成高性能航天探测器时的技术挑战。此外,书中对探测器制造工艺的介绍也是我非常关注的部分。在航天应用中,探测器的制造精度、材料纯度以及可靠性都至关重要,如何实现大规模、高良率的生产,以及如何进行严格的测试和筛选,这些都是需要深入探讨的问题。我尤其希望书中能够涵盖新型红外探测材料和器件的研究进展,例如量子点红外探测器、超晶格红外探测器等,以及它们在下一代航天红外成像系统中潜在的应用前景。此外,书中对探测器性能评估方法和标准的介绍,以及在轨数据处理和校正技术的研究,也是我非常感兴趣的内容,这有助于我们更准确地理解和利用航天红外探测器获取的数据。

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当我在书店的书架上偶然瞥见这本《航天红外成像探测器》,心中涌起一股强烈的求知欲。我是一名对航天技术,特别是遥感探测领域充满好奇的在校大学生,平时除了课堂学习,也喜欢通过阅读专业书籍来拓展视野。这本书的封面设计简洁大气,副标题“陈伯良,李向阳 科学出版社”也暗示了其背后强大的学术支持和权威性。拿到手中,翻开扉页,看到两位作者的名字,我联想到他们一定是在这个领域深耕多年的资深专家,他们的著作想必蕴含了丰富的知识和宝贵的经验。我对红外成像探测器在航天领域的应用一直抱有浓厚的兴趣,因为我深知它们在地球观测、空间探索、甚至军事侦察等方面都扮演着至关重要的角色。想象一下,通过探测来自遥远星系的红外辐射,我们能够了解宇宙的起源和演化;又或者,利用红外探测器监测地球表面的温度分布,我们可以更有效地应对气候变化、预测自然灾害。这本书的出现,仿佛为我打开了一扇通往这些神秘而又实际应用领域的大门,我迫不及待地想深入其中,一探究竟。我特别期待书中能够详细介绍不同类型红外成像探测器的原理、设计、制造以及它们在实际航天任务中的具体应用案例。比如,是否会涉及焦平面阵列探测器、非制冷红外探测器等技术?它们各自的优缺点又是什么?在严苛的太空环境中,如何保证探测器的稳定性和可靠性?这些都是我非常关心的问题。同时,我也希望书中能够提供一些前沿的研究动态和未来发展趋势,例如微型化、智能化、以及与人工智能技术的结合等,这对于我今后的学习和研究方向将具有重要的指导意义。总而言之,这本书的出现,对于我来说,不仅仅是一本技术手册,更是一次精神的启迪,一次知识的盛宴,我满怀期待地准备开始这段探索之旅。

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作为一名在通信行业工作的技术人员,我对各种先进的传感器和探测技术都有着浓厚的兴趣,尽管我的主要工作领域并非直接与航天相关。在一次技术交流会上,我偶然听闻了《航天红外成像探测器》这本书,并对其产生了极大的兴趣。作者陈伯良和李向阳的名字,以及“科学出版社”这个金字招牌,都预示着这是一本内容扎实、信息量丰富的高水平著作。我一直对红外成像技术在不同领域的应用都感到非常着迷,因为它能够“看到”我们肉眼无法感知的信息。在航天领域,红外成像的应用更是广泛而重要,例如在遥感地球、监测大气、观测天体等方面都发挥着核心作用。我希望这本书能够详细介绍红外成像探测器在航天任务中的具体应用场景。例如,它们是如何被用来监测地球表面的温度分布,从而进行气候变化研究或灾害预警的?它们又如何在太空探索任务中,帮助我们观测遥远星系的红外辐射,了解宇宙的形成和演化?我特别想了解书中是否会涉及一些实际的航天项目案例,通过这些案例来具体阐述红外成像探测器在其中的作用和贡献,以及在实现这些功能时所面临的技术挑战和解决方案。这本书的出现,为我提供了一个了解航天领域前沿技术,拓展知识视野的宝贵机会,我相信它一定能给我带来许多新的启发。

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