FİTİL SORULAR

by Furkan Yusuf KılıçerASEO · EO/IRExam Review odaklı — 159 soru

0çözülen

–isabet

0tekrar kutusu

0kayıtlı

Formüller & Tablolar

1 · Termal radyasyon Exam Review #5 · ASEO01

Wien yasası: tepe dalga boyuER #5

λ_max = 2898 µm·KT

T: mutlak sıcaklık (K) → °C + 273
λ_max: en çok yayılan dalga boyu (µm)
Sıcaklık ↑ → λ_max ↓ (ters orantı)

300 K → 9.7 µm (LWIR) · 600 K → 4.8 µm · 1000 K → 2.9 µm (MWIR) · 5800 K (güneş) → 0.5 µm

⚠ °C'yi K'e çevirmeyi unutma: −8 °C = 265 K

Stefan–Boltzmann: toplam güçASEO01 #4

M = ε · σ · T⁴

M: radiant exitance (W/m²)
ε: emissivity (0–1)
σ = 5.67×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴

T 2 katına çıkarsa M = 2⁴ = 16 katı

⚠ Planck = spektral dağılım · Wien = tepe · S-B = toplam

Radyasyon–madde etkileşimiLearning outcomes

α + ρ + τ = 1

α: soğurulan · ρ: yansıyan · τ: geçen
Kirchhoff (dengede): ε = α
Opak yüzey (τ = 0): ρ = 1 − ε

ε = 0.9 olan opak yüzey → ρ = 1 − 0.9 = 0.1

⚠ Düşük ε (parlak metal) → çok yansıtır → soğuk görünür

Foton enerjisiFormül sayfası

E = h·ν = h·cλ

h = 6.626×10⁻³⁴ J·s
c = 3×10⁸ m/s
λ ↑ → E ↓ → photon dedektörde cut-off

Pratik: E[eV] ≈ 1.24 / λ[µm] · λ_c ≈ 1.24 / E_g

2 · Radyometri & fotometri Exam Review #6–#8 · kokpit föyü

Radyometrik → fotometrik dönüşümER #7

Φ_v = K_m · V(λ) · Φ_e

Φ_e: radyant akı (W) · Φ_v: ışık akısı (lm)
V(λ): göz duyarlılığı, 555 nm'de 1
K_m = 683 lm/W (gündüz) · K′_m = 1700 lm/W (gece, 507 nm)

2 W @ 555 nm → 683 × 1 × 2 = 1366 lm
1 W @ 650 nm (V≈0.3) → 683 × 0.3 = 205 lm

Mesopic (NVIS) karışımASEO01 #6

K_mes = m·683 + (1 − m)·1700

m: koni katkısı (0 → 1)
> 10 lux → m = 1 (photopic)
< 0.01 lux → m = 0 (scotopic)

Ters kare yasasıKokpit föyü Ex.1

E = Φ4π · d²

E: irradiance veya illuminance
d: kaynağa mesafe (m)
E, 1/d²'ye karşı çizilince düz çizgi

20 lx @ 0.5 m → 1 m'de: 20 × (0.5/1)² = 5 lx

⚠ Mesafe 2× → aydınlık ¼ (yarı değil!)

Lambertian yüzey parlaklığıKokpit föyü Ex.3

L = ρ · Eπ

ρ: yansıma (koyu 0.05–0.2 · orta 0.3–0.6 · açık 0.7–0.9)
E: gelen ışık (lx veya W/m²)
L: luminance (cd/m²) veya radiance

ρ = 0.5, E = 314 lx → 0.5 × 314 / 3.14 = 50 cd/m²

3 · Optik & kamera Exam Review #1, #11, #13, #14

Görüş alanı (FOV)ER #1

FOV = 2·arctand2f ≈ df

d: dedektör boyutu · f: odak uzunluğu
Küçük açı (~15°'ye kadar) → FOV ≈ d/f
f ↑ → FOV ↓ (dar alan, büyük detay)

d = 12 mm: f = 60 mm → 0.2 rad · f = 120 mm → 0.1 rad (yarıya iner)

Anlık görüş alanı (IFOV)Formül sayfası

IFOV ≈ pf · FOV_toplam = IFOV × N

p: piksel (dexel) boyutu
N: piksel sayısı
Sonuç radyan (1 µrad = 10⁻⁶ rad)

p = 15 µm, f = 100 mm → 15×10⁻⁶ / 0.1 = 150 µrad

Ground Sample DistanceER #11

GSD = α × R

α: IFOV (radyan)
R: menzil (m)
Küçük GSD = daha iyi çözünürlük

α = 120 µrad, R = 6 km → 120×10⁻⁶ × 6000 = 0.72 m
α = 150 µrad, R = 100 m → 1.5 cm

⚠ µrad → rad çevir, km → m çevir

f-numberER #13

f/# = fD

f: odak uzunluğu · D: açıklık (lens) çapı
D ↑ → f/# ↓ → daha çok ışık
Toplanan ışık ∝ 1/(f/#)²

f = 100 mm, D = 25 mm → f/4 · f/2 → f/4: ışık ¼

⚠ D/f değil, f/D!

Airy diski & NyquistFormül sayfası

r = 1.22 λ·fD · f_N = 12D

r: kırınım lekesinin yarıçapı (D büyüdükçe küçülür)
f_N: doğru görüntülenebilen en yüksek frekans
D (Nyquist'te): piksel aralığı

İnce lens denklemiFormül sayfası

1s_o + 1s_i = 1f

s_o: nesne mesafesi
s_i: görüntü mesafesi
Uzak nesnede s_i ≈ f

4 · Atmosfer Exam Review #21, #26 · SIMTERM föyü

Beer–Lambert iletimiSIMTERM Ex.1

τ = e^{−γ · R}

γ: sönüm katsayısı (km⁻¹)
R: menzil (km)
MWIR: açık hava 0.05 · hafif sis 3 · yoğun yağmur 5 km⁻¹

Açık hava, 2 km: e^−0.1 = 0.90
Sis, 0.5 km: e^−1.5 = 0.22

⚠ τ her zaman 0 ile 1 arasındadır

Rayleigh saçılmasıER #21, #26

I_saçılma ∝ λ⁻⁴

Parçacık ≪ λ (hava molekülleri)
Kısa dalga çok daha fazla saçılır
NIR/SWIR > MWIR/LWIR saçılması

0.5 µm vs 1 µm: (1/0.5)⁴ = 16 kat daha fazla

5 · Performans Exam Review #24, #25 · ASEO07

NETDASEO07 #3

NETD = V_noiseSITF

V_noise: gürültü (mV)
SITF: ΔV/ΔT (mV/K)
Düşük NETD = iyi

3 mV / 60 mV/K = 0.05 K = 50 mK

Açısal boyut & çevrim sayısıER #24 · ASEO07 #9

θ ≈ hR · N = f × θ

h: hedefin kritik boyutu (m) · R: menzil (m)
f: çözülebilen frekans (cyc/mrad)
Johnson: D = 1 · R = 4 · I = 7 line pair

h = 11.5 m, R = 5 km → θ = 2.3 mrad · f = 2 → N = 4.6 → tanıma ✓, tanımlama ✗

Performans zinciriASEO07 #13

MRTD → f′ → N → TTPF(N/N₅₀) → P(D/R/I)

MRTD: gereken en küçük ΔT (düşük iyi)
TTPF: çevrim → başarı olasılığı
N₅₀: %50 başarı için gereken çevrim

6 · Lazer & NVG Exam Review #22, #29

Lazer mesafe ölçerER #22

R = c · t2

c = 3×10⁸ m/s
t: gidiş–dönüş süresi
2'ye bölme = yol iki kez kat edilir

t = 20 µs → 3×10⁸ × 20×10⁻⁶ / 2 = 3 km
R = 1.5 km → t = 2R/c = 10 µs

⚠ 2'ye bölmeyi unutma

NVG mesafe kuralıER #29

Karanlık: ×2 · Açık: ÷2

Karanlık gece → gerçek = algılanan × 2
Açık gece → gerçek = algılanan ÷ 2

Açık gece, algılanan 800 m → 400 m · Karanlık, 300 m → 600 m

İyi / Kötü tablosu (yüksek olunca)ER #25

Kısaltma	Açılımı	Yüksek ise
SNR	Signal to Noise Ratio	İYİ
CTF	Contrast Transfer Function	İYİ
MTF	Modulation Transfer Function	İYİ
SITF	Signal Intensity Transfer Function	İYİ
QE	Quantum Efficiency	İYİ
NETD	Noise Equivalent Temperature Difference	KÖTÜ
NEI	Noise Equivalent Irradiance	KÖTÜ
NEP	Noise Equivalent Power	KÖTÜ
CTF_eye	Contrast Threshold Function	KÖTÜ
MRTD	Minimum Resolvable Temperature Difference	KÖTÜ

Spektral bantlarER #2

Bant	Aralık	Kullanım / enerji
UV	0.1–0.4 µm	füze plume (MAWS)
VIS	0.4–0.7 µm	gündüz görüntü · yansıyan
NIR	0.7–1.0 µm	düşük ışık, kontrast · yansıyan
SWIR	1–3 µm	pus/duman, malzeme ayrımı · yansıyan
MWIR	3–5 µm	sıcak hedef, motor, egzoz · yayılan
LWIR	8–12 µm	insan, araç, soğuk hedef · yayılan

M-E-L radyometrik büyüklüklerASEO01 #5

Sembol	Ne anlatır	Birim
Q	toplam enerji	J
Φ	birim zamandaki enerji	W
M (Exitance)	yüzeyden çıkan, tüm yönler	W/m²
E (Irradiance)	sensöre gelen	W/m²
L (Radiance)	belirli yöndeki dar ışın	W/(m²·sr)

Fotometrik birimlerASEO01 #6

Büyüklük	Anlamı	Birim
Luminous flux	algılanan toplam ışık	lumen (lm)
Luminous intensity	belirli yöndeki akı	candela (cd)
Illuminance	yüzeye düşen ışık (lux metre)	lux (lx = lm/m²)
Luminance	yüzeyin algılanan parlaklığı	cd/m²

Görme tipleriASEO01 #6

Tip	Hücre	Tepe · K	Not
Photopic (gündüz)	koniler	555 nm · 683 lm/W	renk, keskinlik
Mesopic	ikisi	karışım	NVIS operasyonu
Scotopic (gece)	çubuklar	507 nm · 1700 lm/W	renk yok, mavi-yeşile duyarlı

Çözünürlük tipleriER #10

Tip	Soru
Spatial	Ne kadar küçük detay görebilirim? (lp/mm)
Spectral	Farklı dalga boylarını ayırabilir miyim?
Temporal	Ne sıklıkla görüntü alıyorum?
Radiometric	Küçük parlaklık farklarını ayırabilir miyim?

Pozlama üçgeniER #14

Ayar	Neyi kontrol eder	Yan etki
Aperture (f/#)	içeri giren ışık	küçük f/# → sığ alan derinliği
Shutter speed	pozlama süresi	yavaş → hareket bulanıklığı; hızlı → jeti dondurur
ISO	hassasiyet (kazanç)	yüksek ISO → gürültü; düşük ISO parlak ortam

Zoom · Filtre · KaplamaER #9, #15

Kavram	Nasıl çalışır	Sonuç
Dijital zoom	pikselleri kırpar ve büyütür	çözünürlük kaybı
Optik zoom	lensle odak uzunluğunu değiştirir	tam çözünürlük
Coating	lens yüzeyinde ince film	yansıma/parlama azaltır
Filter	lensin önünde ayrı eleman	hangi λ geçer seçer

Gürültü tipleriER #19

Gürültü	Kaynağı
Dark	ışık yokken dedektörün kendisi
Thermal	çevredeki nesnelerin yaydığı enerji (hocanın tanımı)
1/f (flicker)	düşük frekans, elektronik kusurları
BLIP	IR arka plan radyasyonu → teorik limit
Shot	fotonların rastgele (istatistiksel) varışı
FPN (NUC düzeltir)	pikseller arası sabit desen

Dedektör karşılaştırmalarıER #16–#18

Konu	A	B
CCD vs CMOS	CCD: ortak amplifier, düşük gürültü, homojen	CMOS: her pikselde amplifier, hızlı, az güç
Photon vs thermal	Photon: cut-off var, hızlı, soğutmalı (MCT)	Thermal: λ'dan bağımsız, soğutmasız (VOx)
Staring vs scanning	Staring: 2-D dizi, tüm kare aynı anda	Scanning: satır satır, ayna ile
NUC	Non-Uniformity Correction	FPN'yi kaldırır (offset → gain)

Saçılma rejimleri ('şarkı')ER #21, #26

Rejim	Parçacık	λ bağımlılığı	Örnek
Rayleigh	≪ λ (molekül)	λ⁻⁴ (güçlü)	mavi gök, NIR/SWIR daha çok etkilenir
Mie	≈ λ (pus, duman)	λ⁻¹…λ⁻² (zayıf)	beyazımsı pus, kontrast kaybı
Geometric	≫ λ (yağmur, sis)	≈ yok	beyaz bulut, tüm bantlar

Navy vs ArmyER #28

Kuvvet	Bant	Neden
US Navy	MWIR	su üzerinde daha iyi, gemi tespitinde yüksek kontrast
US Army	LWIR	karada insan/araç/arazi; duman ve tozdan az etkilenir

Johnson kriterleriER #24

Görev	Line pair	Piksel	Soru
Detection	1	2	Bir şey var mı?
Orientation	–	–	Hangi yöne bakıyor?
Recognition	4	8	Sınıfı ne? (uçak)
Identification	7	14	Tam olarak ne? (SR22)

NVG filtre sınıflarıER #27

Sınıf	Cut-off	Özellik
Class A	< 625 nm bloklar	en yüksek NIR hassasiyeti · kokpit ışığına katı kısıt
Class B	< 665 nm bloklar	renkli ekranlarla uyumlu, sarı/kırmızı uyarı · biraz daha az NIR
Class C	665 nm + 545 nm geçiş	'leaky green' → yeşil HUD sembolleri görünür
NVG filtresi	cut-off altını bloklar	ekran filtresi ise cut-off üstünü bloklar

NVG tüpü & lazer aşamalarıER #20, #23

Sıra	NVG	Lazer
1	Photocathode: foton → elektron (dedektör)	Excitation / pumping
2	MCP: elektron çoğaltma	Population inversion
3	Fosfor: elektron → görünür foton	Stimulated emission
4	Göz merceği → görüntü	Lasing (rezonatör + çıkış)

Formulas & Tables

1 · Thermal radiation Exam Review #5 · ASEO01

Wien's law: peak wavelengthER #5

λ_max = 2898 µm·KT

T: absolute temperature (K) → °C + 273
λ_max: most strongly emitted wavelength (µm)
Temperature ↑ → λ_max ↓ (inverse relation)

300 K → 9.7 µm (LWIR) · 600 K → 4.8 µm · 1000 K → 2.9 µm (MWIR) · 5800 K (sun) → 0.5 µm

⚠ Don't forget to convert °C to K: −8 °C = 265 K

Stefan–Boltzmann: total powerASEO01 #4

M = ε · σ · T⁴

M: radiant exitance (W/m²)
ε: emissivity (0–1)
σ = 5.67×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴

If T doubles, M = 2⁴ = 16 times

⚠ Planck = spectral distribution · Wien = peak · S-B = total

Radiation–matter interactionLearning outcomes

α + ρ + τ = 1

α: absorbed · ρ: reflected · τ: transmitted
Kirchhoff (at equilibrium): ε = α
Opaque surface (τ = 0): ρ = 1 − ε

Opaque surface with ε = 0.9 → ρ = 1 − 0.9 = 0.1

⚠ Low ε (shiny metal) → reflects a lot → looks cold

Photon energyFormula sheet

E = h·ν = h·cλ

h = 6.626×10⁻³⁴ J·s
c = 3×10⁸ m/s
λ ↑ → E ↓ → cut-off in photon detectors

Practical: E[eV] ≈ 1.24 / λ[µm] · λ_c ≈ 1.24 / E_g

2 · Radiometry & photometry Exam Review #6–#8 · cockpit worksheet

Radiometric → photometric conversionER #7

Φ_v = K_m · V(λ) · Φ_e

Φ_e: radiant flux (W) · Φ_v: luminous flux (lm)
V(λ): eye sensitivity, 1 at 555 nm
K_m = 683 lm/W (day) · K′_m = 1700 lm/W (night, 507 nm)

2 W @ 555 nm → 683 × 1 × 2 = 1366 lm
1 W @ 650 nm (V≈0.3) → 683 × 0.3 = 205 lm

Mesopic (NVIS) mixASEO01 #6

K_mes = m·683 + (1 − m)·1700

m: cone contribution (0 → 1)
> 10 lux → m = 1 (photopic)
< 0.01 lux → m = 0 (scotopic)

Inverse square lawCockpit worksheet Ex.1

E = Φ4π · d²

E: irradiance or illuminance
d: distance to source (m)
Plotting E against 1/d² gives a straight line

20 lx @ 0.5 m → at 1 m: 20 × (0.5/1)² = 5 lx

⚠ Distance 2× → illuminance ¼ (not half!)

Lambertian surface luminanceCockpit worksheet Ex.3

L = ρ · Eπ

ρ: reflectance (dark 0.05–0.2 · medium 0.3–0.6 · light 0.7–0.9)
E: incident light (lx or W/m²)
L: luminance (cd/m²) or radiance

ρ = 0.5, E = 314 lx → 0.5 × 314 / 3.14 = 50 cd/m²

3 · Optics & camera Exam Review #1, #11, #13, #14

Field of view (FOV)ER #1

FOV = 2·arctand2f ≈ df

d: detector size · f: focal length
Small angle (up to ~15°) → FOV ≈ d/f
f ↑ → FOV ↓ (narrow area, more detail)

d = 12 mm: f = 60 mm → 0.2 rad · f = 120 mm → 0.1 rad (halves)

Instantaneous field of view (IFOV)Formula sheet

IFOV ≈ pf · FOV_total = IFOV × N

p: pixel (dexel) size
N: number of pixels
Result in radians (1 µrad = 10⁻⁶ rad)

p = 15 µm, f = 100 mm → 15×10⁻⁶ / 0.1 = 150 µrad

Ground Sample DistanceER #11

GSD = α × R

α: IFOV (radians)
R: range (m)
Smaller GSD = better resolution

α = 120 µrad, R = 6 km → 120×10⁻⁶ × 6000 = 0.72 m
α = 150 µrad, R = 100 m → 1.5 cm

⚠ Convert µrad → rad and km → m

f-numberER #13

f/# = fD

f: focal length · D: aperture (lens) diameter
D ↑ → f/# ↓ → more light
Collected light ∝ 1/(f/#)²

f = 100 mm, D = 25 mm → f/4 · f/2 → f/4: light ¼

⚠ It's f/D, not D/f!

Airy disk & NyquistFormula sheet

r = 1.22 λ·fD · f_N = 12D

r: radius of the diffraction spot (shrinks as D grows)
f_N: highest frequency that can be imaged correctly
D (in Nyquist): pixel pitch

Thin lens equationFormula sheet

1s_o + 1s_i = 1f

s_o: object distance
s_i: image distance
For a distant object s_i ≈ f

4 · Atmosphere Exam Review #21, #26 · SIMTERM worksheet

Beer–Lambert transmissionSIMTERM Ex.1

τ = e^{−γ · R}

γ: extinction coefficient (km⁻¹)
R: range (km)
MWIR: clear air 0.05 · light fog 3 · heavy rain 5 km⁻¹

Clear air, 2 km: e^−0.1 = 0.90
Fog, 0.5 km: e^−1.5 = 0.22

⚠ τ is always between 0 and 1

Rayleigh scatteringER #21, #26

I_scatter ∝ λ⁻⁴

Particle ≪ λ (air molecules)
Short wavelengths scatter much more
NIR/SWIR scatter more than MWIR/LWIR

0.5 µm vs 1 µm: (1/0.5)⁴ = 16 times more

5 · Performance Exam Review #24, #25 · ASEO07

NETDASEO07 #3

NETD = V_noiseSITF

V_noise: noise (mV)
SITF: ΔV/ΔT (mV/K)
Low NETD = good

3 mV / 60 mV/K = 0.05 K = 50 mK

Angular size & number of cyclesER #24 · ASEO07 #9

θ ≈ hR · N = f × θ

h: critical target dimension (m) · R: range (m)
f: resolvable frequency (cyc/mrad)
Johnson: D = 1 · R = 4 · I = 7 line pair

h = 11.5 m, R = 5 km → θ = 2.3 mrad · f = 2 → N = 4.6 → recognition ✓, identification ✗

Performance chainASEO07 #13

MRTD → f′ → N → TTPF(N/N₅₀) → P(D/R/I)

MRTD: smallest ΔT required (low is good)
TTPF: cycles → probability of success
N₅₀: cycles needed for 50% success

6 · Laser & NVG Exam Review #22, #29

Laser rangefinderER #22

R = c · t2

c = 3×10⁸ m/s
t: round-trip time
Divide by 2 = the path is travelled twice

t = 20 µs → 3×10⁸ × 20×10⁻⁶ / 2 = 3 km
R = 1.5 km → t = 2R/c = 10 µs

⚠ Don't forget to divide by 2

NVG distance ruleER #29

Dark: ×2 · Clear: ÷2

Dark night → real = perceived × 2
Clear night → real = perceived ÷ 2

Clear night, perceived 800 m → 400 m · Dark, 300 m → 600 m

Good / Bad table (when high)ER #25

Abbreviation	Stands for	If high
SNR	Signal to Noise Ratio	GOOD
CTF	Contrast Transfer Function	GOOD
MTF	Modulation Transfer Function	GOOD
SITF	Signal Intensity Transfer Function	GOOD
QE	Quantum Efficiency	GOOD
NETD	Noise Equivalent Temperature Difference	BAD
NEI	Noise Equivalent Irradiance	BAD
NEP	Noise Equivalent Power	BAD
CTF_eye	Contrast Threshold Function	BAD
MRTD	Minimum Resolvable Temperature Difference	BAD

Spectral bandsER #2

Band	Range	Use / energy
UV	0.1–0.4 µm	missile plume (MAWS)
VIS	0.4–0.7 µm	daytime imaging · reflected
NIR	0.7–1.0 µm	low light, contrast · reflected
SWIR	1–3 µm	haze/smoke, material discrimination · reflected
MWIR	3–5 µm	hot targets, engines, exhaust · emitted
LWIR	8–12 µm	people, vehicles, cool targets · emitted

M-E-L radiometric quantitiesASEO01 #5

Symbol	Meaning	Unit
Q	total energy	J
Φ	energy per unit time	W
M (Exitance)	leaving a surface, all directions	W/m²
E (Irradiance)	arriving at the sensor	W/m²
L (Radiance)	narrow beam in a given direction	W/(m²·sr)

Photometric unitsASEO01 #6

Quantity	Meaning	Unit
Luminous flux	total perceived light	lumen (lm)
Luminous intensity	flux in a given direction	candela (cd)
Illuminance	light falling on a surface (lux meter)	lux (lx = lm/m²)
Luminance	perceived brightness of a surface	cd/m²

Vision typesASEO01 #6

Type	Cell	Peak · K	Note
Photopic (day)	cones	555 nm · 683 lm/W	colour, sharpness
Mesopic	both	mixed	NVIS operations
Scotopic (night)	rods	507 nm · 1700 lm/W	no colour, sensitive to blue-green

Resolution typesER #10

Type	Question
Spatial	How small a detail can I see? (lp/mm)
Spectral	Can I separate different wavelengths?
Temporal	How often do I capture an image?
Radiometric	Can I separate small brightness differences?

Exposure triangleER #14

Setting	What it controls	Side effect
Aperture (f/#)	light entering	small f/# → shallow depth of field
Shutter speed	exposure time	slow → motion blur; fast → freezes a jet
ISO	sensitivity (gain)	high ISO → noise; low ISO for bright conditions

Zoom · Filter · CoatingER #9, #15

Concept	How it works	Result
Digital zoom	crops and enlarges pixels	resolution loss
Optical zoom	changes focal length with lenses	full resolution
Coating	thin film on the lens surface	reduces reflection/glare
Filter	separate element in front of the lens	selects which λ passes

Noise typesER #19

Noise	Source
Dark	the detector itself when there is no light
Thermal	energy emitted by surrounding objects (instructor's definition)
1/f (flicker)	low frequency, electronics imperfections
BLIP	IR background radiation → theoretical limit
Shot	random (statistical) arrival of photons
FPN (fixed by NUC)	fixed pattern between pixels

Detector comparisonsER #16–#18

Topic	A	B
CCD vs CMOS	CCD: shared amplifier, low noise, uniform	CMOS: amplifier in every pixel, fast, low power
Photon vs thermal	Photon: has a cut-off, fast, cooled (MCT)	Thermal: independent of λ, uncooled (VOx)
Staring vs scanning	Staring: 2-D array, whole frame at once	Scanning: line by line, with a mirror
NUC	Non-Uniformity Correction	Removes FPN (offset → gain)

Scattering regimes ('the song')ER #21, #26

Regime	Particle	λ dependence	Example
Rayleigh	≪ λ (molecules)	λ⁻⁴ (strong)	blue sky, NIR/SWIR affected more
Mie	≈ λ (haze, smoke)	λ⁻¹…λ⁻² (weak)	whitish haze, loss of contrast
Geometric	≫ λ (rain, fog)	≈ none	white cloud, all bands

Navy vs ArmyER #28

Service	Band	Why
US Navy	MWIR	better over water, high contrast for ship detection
US Army	LWIR	people/vehicles/terrain on land; less affected by smoke and dust

Johnson criteriaER #24

Task	Line pair	Pixels	Question
Detection	1	2	Is something there?
Orientation	–	–	Which way is it facing?
Recognition	4	8	What class? (aircraft)
Identification	7	14	Exactly what? (SR22)

NVG filter classesER #27

Class	Cut-off	Feature
Class A	blocks < 625 nm	highest NIR sensitivity · strict limits on cockpit lighting
Class B	blocks < 665 nm	compatible with colour displays, yellow/red cautions · slightly less NIR
Class C	665 nm + 545 nm passband	'leaky green' → green HUD symbols visible
NVG filter	blocks below the cut-off	the display filter blocks above the cut-off

NVG tube & laser phasesER #20, #23

Order	NVG	Laser
1	Photocathode: photon → electron (detector)	Excitation / pumping
2	MCP: electron multiplication	Population inversion
3	Phosphor: electron → visible photon	Stimulated emission
4	Eyepiece → image	Lasing (resonator + output)

Süreç	Ne olur	Örnek
Absorption	enerji soğrulur → ısı	H₂O, CO₂, O₃ bantları
Scattering	başka yönlere dağılır	Rayleigh, Mie, Geometric
Reflection	yüzeyden geri döner	diffuse / specular
Transmission	geçer, sensöre ulaşır	atmosferik pencere, cam

	Diffuse	Specular
Yüzey	pürüzlü	pürüzsüz, ayna gibi
Yön	her yöne	geliş açısı = yansıma açısı
Spektrum	malzemeyle etkileşir → renk	gelen ışığı korur
Kirazda	kırmızı gövde	beyaz parlak nokta

Renk	V(λ)	Φv = 683·V
Yeşil 555 nm	1.0	683 lm
Kırmızı 650 nm	≈0.3	≈205 lm (3× sönük)
Mavi 450 nm	≈0.2	≈137 lm (5× sönük)

f-stop	Açıklık D	Işık (f/2.8'e göre)
f/2.8	17.9 mm	1
f/4	12.5 mm	½
f/5.6	8.9 mm	¼
f/8	6.25 mm	≈⅛

	CCD	CMOS
Açılım	Charge-Coupled Device	Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
Amplifier	ortak (tek çıkış)	her pikselde
Gürültü	düşük, homojen	biraz daha fazla
Hız / güç	yavaş / yüksek güç	hızlı / düşük güç

Bant	Dalga boyu	Yaklaşık frekans (f = c/λ)	Enerji
VIS	0.4–0.7 µm	7.5–4.3 × 10¹⁴ Hz	yansıyan
NIR	0.7–1.0 µm	4.3–3 × 10¹⁴ Hz	yansıyan
SWIR	1–3 µm	3–1 × 10¹⁴ Hz	yansıyan
MWIR	3–5 µm	1–0.6 × 10¹⁴ Hz	yayılan (sıcak)
LWIR	8–12 µm	3.8–2.5 × 10¹³ Hz	yayılan (~300 K)

	Photon	Thermal
Prensip	foton → elektron	ısınma → direnç/voltaj değişimi
Dalga boyu	cut-off var	bağımsız
Soğutma	genelde gerekir	gerekmez
Hız / hassasiyet	hızlı / yüksek	yavaş / düşük
Örnek	MCT, InSb	VOx mikrobolometre

Etki	En çok etkilenen	Neden
Soğurma (nem, H₂O)	LWIR	su buharı soğurmasına daha duyarlı (slayt 576–579)
Saçılma (pus, sis, duman)	SWIR > MWIR > LWIR	saçılma kısa dalgada güçlü (ER #21)
Turbulence	MWIR	faz bozulması ∝ 1/λ

Aşama	Açıklama
Absorption	atom enerji soğurup üst seviyeye çıkar (pumping)
Spontaneous emission	kendiliğinden düşüş, rastgele foton (~10⁻⁸ s)
Stimulated emission	gelen foton özdeş ikinci fotonu tetikler
Population inversion	üst seviyede daha fazla atom → net kazanç
Lasing	rezonatör yükseltir → lazer ışını

Özellik	Anlamı
Monochromaticity	tek, dar dalga boyu
Coherence	sabit faz ilişkisi
Directionality	çok düşük ıraksama (<0.5 mrad)

Metrik	Anlamı	Yüksek ise
SNR	sinyal / gürültü	İYİ
SITF	ΔV/ΔT dönüşüm kazancı	İYİ
NETD	SNR=1 veren en küçük ΔT	KÖTÜ
NEI	SNR=1 veren giriş irradyansı	KÖTÜ
MRTD	4-bar çözmek için gereken ΔT	KÖTÜ

Bant	Aralık	Kullanım
UV	0.1–0.4 µm	füze plume
VIS	0.4–0.7 µm	gündüz görüntü
NIR	0.7–1.0 µm	düşük ışık, kontrast
SWIR	1–3 µm	pus/duman, malzeme ayrımı
MWIR	3–5 µm	sıcak hedef, motor, egzoz
LWIR	8–12 µm	insan, araç, soğuk hedef

T	λmax	Bant
300 K	9.7 µm	LWIR
600 K	4.8 µm	MWIR
1000 K	2.9 µm	MWIR sınırı
5800 K (güneş)	0.5 µm	görünür

	Radyometri	Fotometri
Ne ölçer	fiziksel güç/enerji	göze görünen parlaklık
Bant	tüm EM spektrum	sadece görünür (≈380–780 nm)
Ağırlık	yok	V(λ) göz eğrisi
Birim	W, W/m², W/(m²·sr)	lm, lx, cd, cd/m²
Cihaz	spektrometre (E_e)	lux metre (E_v)

Radyometrik	Anlamı	Fotometrik
Φ (W)	toplam güç	luminous flux (lm)
I (W/sr)	belirli yöndeki güç	luminous intensity (cd)
E (W/m²)	yüzeye gelen	illuminance (lux)
M (W/m²)	yüzeyden çıkan	luminous exitance (lm/m²)
L (W/(m²·sr))	belirli yönde, birim alan	luminance (cd/m²)

Rejim	Hücre	Tepe	K
Photopic (gündüz, >10 lx)	koniler	555 nm	683 lm/W
Mesopic (NVIS, 0.01–10 lx)	ikisi	karışım	m·683 + (1−m)·1700
Scotopic (gece, <0.01 lx)	çubuklar	507 nm	1700 lm/W

Cihaz	Ölçtüğü	Birim
Spektrometre	spektral irradiance E_e,λ (380–780 nm), her dalga boyundaki enerji	W/m²/nm
Lux metre	illuminance E_v, yüzeye düşen görünür ışık	lux = lm/m²

	Dijital	Optik
Nasıl	pikselleri kırpar + büyütür	lens hareketiyle f değişir
Detay	kazanılmaz, çözünürlük kaybı	gerçek büyütme, tam çözünürlük
FOV	değişmez (sadece kırpma)	f ↑ → FOV ↓

Tip	Soru	Örnek
Spatial	ne kadar küçük detay?	lp/mm, GSD, IFOV
Spectral	dalga boylarını ayırabilir miyim?	RGB vs hiperspektral
Temporal	ne sıklıkla görüntü?	kare hızı (Hz)
Radiometric	küçük parlaklık farkı?	ADC bit: 12 bit = 4096 seviye

	Coating	Filter
Nerede	lens yüzeyinde ince film	lensin önünde ayrı eleman
Görev	yansıma/parlama azaltma, iletim artırma	hangi λ geçer seçme/engelleme
Örnek	AR (MgF₂, yıkıcı girişim), altın ayna (IR)	interference, absorption, ND, heat-absorbing (IR engeller)

	CCD	CMOS
Amplifier	ortak (tek çıkış)	her pikselde
Gürültü / homojenlik	düşük / yüksek	biraz daha gürültülü
Hız / güç	yavaş / çok güç	hızlı / az güç
Maliyet	yüksek	düşük, bugün pazara hakim

	Photon	Thermal
Prensip	foton → elektron (hν ≥ E_g)	ısınma → direnç değişimi
Dalga boyu	cut-off var (λ_c ≈ 1.24/E_g)	bağımsız
Soğutma	genelde gerekir	gerekmez
Hız / hassasiyet	hızlı / yüksek	yavaş / düşük
Örnek	MCT (HgCdTe), InSb — Merio M-25	VOx mikrobolometre — Zenmuse H20T

Gürültü	Kaynağı	Hafıza ipucu
Dark	ışıksız dedektör aktivitesi	karanlıkta bile
Thermal	çevredeki nesnelerin enerjisi	etraf ışıyor
1/f (flicker)	elektronik kusurları, düşük frekans	yavaş dalgalanma
BLIP	IR arka plan radyasyonu	teorik limit
Shot	fotonların rastgele varışı	foton yağmuru

Sıra	Parça	Görev
1	Objektif + minus-blue filtre	ışığı toplar
2	Photocathode	foton → elektron (dedektör)
3	MCP (mikrokanal plaka)	elektronları binlerce kez çoğaltır
4	Fosfor ekran	elektron → görünür foton (yeşil/beyaz)
5	Göz merceği	görüntü göze

Aşama	Ne olur
Excitation / Pumping	ortama enerji verilir (flaş lamba, diyot, elektrik), elektronlar üst seviyeye çıkar
Population inversion	üst seviyede alttakinden daha fazla atom birikir (metastable seviye tuzak gibi çalışır)
Stimulated emission	gelen foton, aynı frekans, faz ve yönde ikinci bir foton üretir
Lasing	rezonatör (aynalar) ışığı ileri-geri gezdirip yükseltir, kısmi aynadan ışın çıkar

Çalışma Kağıdı

Bölüm 1 · Final Exam Review List (HIGH IMPORTANT)

Every matter above 0 K radiates

EM Spectrum

Bantlar — dalga boyu ve frekansFinal #2

FOV and Magnification

What sends energy in other directions or absorbs it?

Işık–madde etkileşimiFinal #4

Diffuse vs Specular Reflection

Kiraz örneğiFinal #5

Stefan–Boltzmann Equation

Same power, different brightness

1 W ışık kaynağıFinal #7

What does a lux meter measure?

IFOV and GSD relationship

Chromatic Aberration

Aperture and F-stop

f = 50 mm içinFinal #11

ISO

Optical Coating vs Filter

NUC

CCD vs CMOS

CCD vs CMOSFinal #15

Photon vs Thermal Detectors

Photon vs ThermalFinal #16

Shot Noise

NVG Phosphor

Atmospheric Absorption

Soğurma vs saçılmaFinal #19

LASER — phases & properties

Aşamalar (Final listesi sırası)Final #20

Lazer ışığının özellikleriFinal #20

Johnson Criteria

Sensor Selection by Performance Criteria

Seçim kriterleriFinal #22

Atmospheric Scattering

NVG Distance Illusion + RoT

Navy vs Army Thermal Sensor Preference

Bölüm 2 · Exam Review (29 madde)

What is FOV?

What are the bands of EO/IR?

Spektral bantlarER #2

Why can you see an object with infrared?

Why do you see colour?

What is Wien's Law?

Hazır değerlerER #5

Difference between radiometry and photometry

KarşılaştırmaER #6

M-E-L ve fotometrik karşılıklarıASEO01

Km versus V(λ) — sensitivity (Day 1 slide 67)

Görme rejimleriASEO01

What to measure: spectrometer vs lux meter

Kokpit föyüER #8

Digital versus optical zoom

ZoomER #9

What kind of resolution?

Çözünürlük tipleriER #10

What is GSD?

What is chromatic aberration / which colour focuses first?

Rejim	Parçacık	λ bağımlılığı	Örnek
Rayleigh	≪ λ (N₂, O₂ molekülleri)	λ⁻⁴ (güçlü)	mavi gök, kızıl gün batımı
Mie	≈ λ (pus, duman, aerosol)	λ⁻¹…λ⁻² (zayıf)	beyazımsı pus, kontrast kaybı
Geometric	≫ λ (yağmur, sis damlası, kar)	≈ bağımsız	beyaz bulut, tüm bantlar benzer etkilenir

Sınıf	Cut-off	Artı	Eksi
A	625 nm	en yüksek NIR, çok karanlıkta ideal	kokpit ışığına katı kısıt
B	665 nm	renkli ekran, sarı/kırmızı uyarı	biraz daha az NIR
C	665 nm + 545 nm geçiş	yeşil HUD görünür (savaş uçağı)	—

Kuvvet	Bant	Neden
US Navy	MWIR	su üzerinde daha iyi · gemi kontrastı · nemli havada LWIR su buharından daha çok etkilenir
US Army	LWIR	karada insan/araç/arazi · duman ve tozdan az etkilenir · ~300 K tepe yayılımı

Band	Wavelength	Approx. frequency (f = c/λ)	Energy
VIS	0.4–0.7 µm	7.5–4.3 × 10¹⁴ Hz	reflected
NIR	0.7–1.0 µm	4.3–3 × 10¹⁴ Hz	reflected
SWIR	1–3 µm	3–1 × 10¹⁴ Hz	reflected
MWIR	3–5 µm	1–0.6 × 10¹⁴ Hz	emitted (hot)
LWIR	8–12 µm	3.8–2.5 × 10¹³ Hz	emitted (~300 K)

Process	What happens	Example
Absorption	energy is absorbed → heat	H₂O, CO₂, O₃ bands
Scattering	spread in other directions	Rayleigh, Mie, Geometric
Reflection	bounces back from the surface	diffuse / specular
Transmission	passes through, reaches the sensor	atmospheric window, glass

	Diffuse	Specular
Surface	rough	smooth, mirror-like
Direction	all directions	angle of incidence = angle of reflection
Spectrum	interacts with the material → colour	keeps the incident light
On the cherry	red body	white bright spot

Colour	V(λ)	Φv = 683·V
Green 555 nm	1.0	683 lm
Red 650 nm	≈0.3	≈205 lm (3× dimmer)
Blue 450 nm	≈0.2	≈137 lm (5× dimmer)

	Photon	Thermal
Principle	photon → electron	heating → resistance/voltage change
Wavelength	has a cut-off	independent
Cooling	usually required	not required
Speed / sensitivity	fast / high	slow / low
Example	MCT, InSb	VOx microbolometer

Effect	Most affected	Why
Absorption (humidity, H₂O)	LWIR	more sensitive to water vapour absorption (slides 576–579)
Scattering (haze, fog, smoke)	SWIR > MWIR > LWIR	scattering is strong at short wavelengths (ER #21)
Turbulence	MWIR	phase distortion ∝ 1/λ

Phase	Description
Absorption	atom absorbs energy and rises to an upper level (pumping)
Spontaneous emission	spontaneous decay, random photon (~10⁻⁸ s)
Stimulated emission	incoming photon triggers an identical second photon
Population inversion	more atoms at the upper level → net gain
Lasing	resonator amplifies → laser beam