مهندسی سیستم‌های نوری فضای آزاد ۲۰۱۷
Free Space Optical Systems Engineering 2017

**شما را به سرعت با جنبه‌های نظری و عملی طراحی و تحلیل مهندسی سیستم‌های اپتیکی فضای آزاد آشنا می‌کند.**

مهندسی سیستم‌های اپتیکی فضای آزاد برای کاربردهای ارتباطی و سنجش از دور، یکی از سریع‌ترین حوزه‌های در حال رشد در طراحی و تحلیل سیستم‌ها است. این رشته به ایجاد یک سیگنال نوری با ویژگی‌های معین، چگونگی تأثیر و تغییر این سیگنال توسط محیطی که از آن عبور می‌کند، چگونگی کاهش این اثرات قبل و بعد از آشکارسازی، و اینکه آیا پس از آشکارسازی، می‌توان آن را تحت یک استاندارد خاص (مانند ویژگی عملکرد گیرنده) از نویز تشخیص داد، می‌پردازد. طراحی و تحلیل مهندسی سیستم‌های اپتیکی فضای آزاد فرآیندی پیچیده است. در حالی که متون مقدماتی خوب متعددی به جنبه‌های کلیدی اپتیک (مانند طراحی لنز، لیزرها، آشکارسازها، فیبر و فضای آزاد، ارتباطات اپتیکی و سنجش از دور) اختصاص داده شده‌اند، تا کنون هیچ‌کدام پوشش جامعی از مبانی مورد نیاز برای مهندسی سیستم‌های اپتیکی ارائه نکرده‌اند. اگر دانشجوی سال‌های بالای کارشناسی یا سال اول کارشناسی ارشد هستید و به دنبال کسب درک عملی از مبانی مهندسی الکترواپتیک هستید، این کتاب برای شما در نظر گرفته شده است. موضوعات و ابزارهایی در این کتاب پوشش داده شده‌اند که شما را برای تحقیقات فارغ‌التحصیلی و مهندسی در محیط‌های آکادمیک یا تجاری آماده می‌کنند. اگر مهندس یا دانشمندی هستید که قصد ورود به حوزه‌ی پر فرصت اپتیک را دارید، این راهنمای همه‌جانبه شما را با هر آنچه که برای شروع کار سریع نیاز دارید، آشنا می‌کند و از تجربه و تخصص قبلی شما در زمینه‌های دیگر بهره می‌برد. پس از مروری بر مبانی ریاضی، این کتاب پوششی مختصر و در عین حال کامل از موضوعات حیاتی زیر ارائه می‌دهد:

* معادلات ماکسول، اپتیک هندسی، اپتیک فوریه، نظریه انسجام جزئی
* جبر خطی، نظریه احتمال پایه، آمار، نظریه آشکارسازی و تخمین، نظریه آشکارسازی مدل جایگزینی، نظریه آشکارسازی LADAR/LIDAR، نظریه ارتباطات اپتیکی
* جنبه‌های حیاتی انتشار اتمسفری در محیط‌های واقعی، از جمله مدل‌های رایج مورد استفاده برای مشخص‌سازی پرتو، و انتشار امواج کروی و مسطح از طریق فضای آزاد، کانال‌های متلاطم و دارای ذرات
* لیزرها، منابع جسم سیاه/جسم خاکستری و آشکارسازهای نوری (به عنوان مثال، PIN، ADP، PMT) و منابع نویز داخلی ذاتی آن‌ها

این کتاب بحث‌های روشن و مفصلی از مبانی طراحی و تحلیل سیستم‌های اپتیکی فضای آزاد، همراه با انبوهی از مثال‌های حل شده و مسائل تمرینی (که در سراسر کتاب و در یک وب‌سایت همراه یافت می‌شوند) ارائه می‌دهد. هدف آن‌ها کمک به شما در آزمایش و تقویت مهارت‌های خود و ارزیابی درک‌تان از این حوزه مهم است. *مهندسی سیستم‌های اپتیکی فضای آزاد* مقدمه‌ای ضروری برای دانشجویان و متخصصان به طور یکسان است.

Gets you quickly up to speed with the theoretical and practical aspects of free space optical systems engineering design and analysis

One of today’s fastest growing system design and analysis disciplines is free space optical systems engineering for communications and remote sensing applications. It is concerned with creating a light signal with certain characteristics, how this signal is affected and changed by the medium it traverses, how these effects can be mitigated both pre- and post-detection, and if after detection, it can be differentiated from noise under a certain standard, e.g., receiver operating characteristic. Free space optical systems engineering is a complex process to design against and analyze. While there are several good introductory texts devoted to key aspects of optics—such as lens design, lasers, detectors, fiber and free space, optical communications, and remote sensing—until now, there were none offering comprehensive coverage of the basics needed for optical systems engineering. If you’re an upper-division undergraduate, or first-year graduate student, looking to acquire a practical understanding of electro-optical engineering basics, this book is intended for you. Topics and tools are covered that will prepare you for graduate research and engineering in either an academic or commercial environment. If you are an engineer or scientist considering making the move into the opportunity rich field of optics, this all-in-one guide brings you up to speed with everything you need to know to hit the ground running, leveraging your experience and expertise acquired previously in alternate fields. Following an overview of the mathematical fundamentals, this book provides a concise, yet thorough coverage of, among other crucial topics:

• Maxwell Equations, Geometrical Optics, Fourier Optics, Partial Coherence theory
• Linear algebra, Basic probability theory, Statistics, Detection and Estimation theory, Replacement Model detection theory, LADAR/LIDAR detection theory, optical communications theory
• Critical aspects of atmospheric propagation in real environments, including commonly used models for characterizing beam, and spherical and plane wave propagation through free space, turbulent and particulate channels
• Lasers, blackbodies/graybodies sources and photodetectors (e.g., PIN, ADP, PMT) and their inherent internal noise sources

The book provides clear, detailed discussions of the basics for free space optical systems design and analysis, along with a wealth of worked examples and practice problems—found throughout the book and on a companion website. Their intent is to help you test and hone your skill set and assess your comprehension of this important area. Free Space Optical Systems Engineering is an indispensable introduction for students and professionals alike.