描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-锁线胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030739308
内容简介
本书系统介绍了红外与太赫兹探测器件中的电子信息理论、物理内涵、光学知识，以及器件制备与应用中所涉及的材料、结构和制冷系统等多方面的内容，对红外与太赫兹器件制备、应用研发以及实际工程使用人员具有很高的参考价值。全书分为5个部分，包括红外与太赫兹探测基础、红外热探测器、红外光子探测器、红外焦平面阵列以及太赫兹探测器与焦平面阵列。其中红外热探测器部分单列了气动探测器一章，红外光子探测器部分分列了多种近十年开始进入成熟期的器件类型，太赫兹探测器从原来的一章扩充为一个部分，并对近期的一些进展做了详细的介绍。
目 录
目录
第一部分 红外与太赫兹探测基础
第1章 辐射度量学 3
1.1 辐射度量学与光度学中的量和单位 4
1.2 辐照度学中量的定义 6
1.3 辐射亮度 8
1.4 黑体辐射 10
1.5 发射率 13
1.6 红外光学 15
第2章 红外系统基础 19
2.1 红外探测器市场 19
2.2 夜视系统的概念 21
2.3 热成像 25
2.4 制冷器技术 32
2.5 大气传输与红外波段 42
2.6 场景辐射与对比度 43
第3章 红外探测器的性能 45
3.1 现代红外探测技术的发展历史 47
3.2 红外探测器的分类 50
3.3 探测器工作温度 54
3.4 探测器的品质因子 56
3.5 探测率基本极限 58
第4章 红外探测器的基本性能限制 64
4.1 热探测器 64
4.2 光子探测器 72
4.3 光子和热探测器的基本限制比较 79
4.4 光子探测器的理论模型 83
第5章 红外辐射与探测器的耦合 87
5.1 标准耦合 87
5.2 等离激元耦合 89
5.3 陷光探测器 98
第6章 外差探测 103
6.1 外差探测理论 105
6.2 红外外差探测技术 108
第二部分 红外热探测器
第7章 热电堆 117
7.1 热电堆的基本原理与操作 117
7.2 品质因子 121
7.3 热电材料 123
7.4 微机械加工热电堆 126
第8章 测辐射热计 132
8.1 测辐射热计的基本工作原理 132
8.2 测辐射热计的类型 135
8.3 微加工室温测辐射热计 139
8.4 超导测辐射热计 147
8.5 高温超导测辐射热计 152
8.6 热电子测辐射热计 156
第9章 热释电探测器 161
9.1 热释电探测器的基本原理和操作 161
9.2 热释电材料的选择 167
9.3 探测器设计 176
9.4 热释电的视像管 178
第10章 气动探测器 179
10.1 高莱管 179
10.2 微机械高莱管型传感器 181
第11章 新型热探测器 183
11.1 新型非制冷探测器 183
11.2 热传感器的比较 196
第三部分 红外光子探测器
第12章 光子探测器的原理 201
12.1 光电导探测器 201
12.2 pn结光电二极管 222
12.3 pin光电二极管 239
12.4 雪崩光电二极管 242
12.5 肖特基势垒光电二极管 247
12.6 金属半导体金属光电二极管 252
12.7 MIS光电二极管 254
12.8 非平衡光电二极管 258
12.9 势垒型光电二极管 259
12.10 光电磁、磁聚及丹倍探测器 264
12.11 光子牵引探测器 270
第13章 本征硅和锗探测器 274
13.1 硅光电二极管 275
13.2 锗光电二极管 284
13.3 SiGe光电二极管 288
第14章 非本征硅和锗探测器 292
14.1 非本征光电导 292
14.2 非本征光电导技术 293
14.3 非本征光电导工作特性 295
14.4 非本征光电导的性能 296
14.5 阻挡杂质带器件 301
14.6 固态光电倍增管 306
第15章 光电发射探测器 308
15.1 内光电发射过程 308
15.2 肖特基势垒探测器截止波长的控制 315
15.3 肖特基势垒探测器的结构优化与制备 316
15.4 新型内光电发射探测器 317
第16章 Ⅲ-Ⅴ族探测器 321
16.1 Ⅲ-Ⅴ族窄禁带半导体的物理特性 321
16.2 铟镓砷光电二极管 331
16.3 二元Ⅲ-Ⅴ族光探测器 339
16.4 InAsSb光电探测器 357
16.5 GaSb基三元、四元合金光电二极管 365
16.6 新型锑基Ⅲ-Ⅴ族窄禁带光电探测器 368
第17章 碲镉汞探测器 371
17.1 碲镉汞探测器的历史 372
17.2 碲镉汞：技术和特性 374
17.3 碲镉汞的基本特性 383
17.4 俄歇过程主导的光探测器性能 397
17.5 光电导型探测器 400
17.6 光伏型探测器 414
17.7 势垒型光电二极管 454
17.8 其他Hg基探测器 457
第18章 Ⅳ-Ⅵ族探测器 463
18.1 材料制备与特性 464
18.2 多晶光电导探测器 476
18.3 pn结型光电二极管 481
18.4 肖特基势垒型光电二极管 489
18.5 非传统的薄膜光电二极管 496
18.6 可调谐振腔增强探测器 498
18.7 铅盐与HgCdTe器件的比较 500
第19章 量子阱红外光电探测器 503
19.1 低维固体：背景 503
19.2 多量子阱和超晶格 508
19.3 光导型量子阱红外光电探测器 516
19.4 光伏型量子阱红外光电探测器 531
19.5 超晶格微带QWIP 533
19.6 光耦合 534
19.7 相关器件 537
第20章 超晶格探测器 547
20.1 HgTe/HgCdTe超晶格 548
20.2 Ⅱ类超晶格 554
20.3 InAs/GaSb超晶格光电二极管 564
20.4 InAs/InAsSb超晶格光电二极管 573
20.5 器件钝化 575
20.6 Ⅱ类超晶格光电探测器中的噪声机制 578
第21章 量子点红外光电探测器 581
21.1 QDIP制备和工作原理 581
21.2 QDIP的预期优势 584
21.3 QDIP模型 585
21.4 QDIP的性能 590
21.5 胶体QDIP593
第22章 红外势垒型光电探测器 596
22.1 短波红外势垒型探测器 596
22.2 铟砷锑势垒型探测器 597
22.3 铟砷/镓锑Ⅱ类势垒型探测器 600
22.4 势垒型探测器与HgCdTe 光电二极管的比较 606
第23章 级联红外光电探测器 616
23.1 多级红外探测器 616
23.2 Ⅱ类超晶格带间级联红外探测器 617
23.3 与碲镉汞HOT光电探测器的性能比较 625
第四部分 红外焦平面阵列
第24章 焦平面阵列结构概述 629
24.1 焦平面阵列概述 630
24.2 单片式阵列 633
24.3 混成式阵列 639
24.4 读出集成电路 643
24.5 焦平面阵列的性能 646
24.6 小像元焦平面阵列的发展 655
24.7 自适应焦平面阵列 665
第25章 热探测焦平面阵列 668
25.1 热电堆焦平面阵列 669
25.2 测辐射热计焦平面阵列 673
25.3 热释电焦平面阵列 689
25.4 封装 697
25.5 新型非制冷焦平面阵列 699
第26章 光子探测焦平面阵列 703
26.1 本征硅阵列 707
26.2 非本征硅和锗阵列 716
26.3 光发射阵列 722
26.4 Ⅲ-Ⅴ族焦平面阵列 729
26.5 碲镉汞焦平面阵列 739
26.6 铅盐阵列 751
26.7 量子阱红外光电探测器阵列 756
26.8 势垒型探测器和Ⅱ类超晶格焦平面阵列 762
26.9 碲镉汞与Ⅲ -Ⅴ族———未来展望 768
第27章 第三代红外探测器 775
27.1 对第三代探测器的需求 777
27.2 碲镉汞多色探测器 780
27.3 多波段量子阱红外光电导 790
27.4 多波段Ⅱ类铟砷/镓锑探测器 799
27.5 多波段量子点红外光电探测器 804
第五部分 太赫兹探测器与焦平面阵列
第28章 太赫兹探测器与焦平面阵列 809
28.1 概述 809
28.2 太赫兹辐射特性概述 812
28.3 太赫兹探测器的发展路径 815
28.4 太赫兹直接探测和外差探测技术 821
28.5 光导型器件中太赫兹波的产生与探测 826
28.6 室温太赫兹探测器 828
28.7 非本征探测器 852
28.8 破裂对光子探测器 853
28.9 微波动态电感探测器 857
28.10 半导体测辐射热计 860
28.11 超导测辐射热计 865
28.12 转变边沿传感测辐射热计 871
28.13 新型太赫兹探测器 876
后记 895
第一部分 红外与太赫兹探测基础
第1章 辐射度量学 3
1.1 辐射度量学与光度学中的量和单位 4
1.2 辐照度学中量的定义 6
1.3 辐射亮度 8
1.4 黑体辐射 10
1.5 发射率 13
1.6 红外光学 15
第2章 红外系统基础 19
2.1 红外探测器市场 19
2.2 夜视系统的概念 21
2.3 热成像 25
2.4 制冷器技术 32
2.5 大气传输与红外波段 42
2.6 场景辐射与对比度 43
第3章 红外探测器的性能 45
3.1 现代红外探测技术的发展历史 47
3.2 红外探测器的分类 50
3.3 探测器工作温度 54
3.4 探测器的品质因子 56
3.5 探测率基本极限 58
第4章 红外探测器的基本性能限制 64
4.1 热探测器 64
4.2 光子探测器 72
4.3 光子和热探测器的基本限制比较 79
4.4 光子探测器的理论模型 83
第5章 红外辐射与探测器的耦合 87
5.1 标准耦合 87
5.2 等离激元耦合 89
5.3 陷光探测器 98
第6章 外差探测 103
6.1 外差探测理论 105
6.2 红外外差探测技术 108
第二部分 红外热探测器
第7章 热电堆 117
7.1 热电堆的基本原理与操作 117
7.2 品质因子 121
7.3 热电材料 123
7.4 微机械加工热电堆 126
第8章 测辐射热计 132
8.1 测辐射热计的基本工作原理 132
8.2 测辐射热计的类型 135
8.3 微加工室温测辐射热计 139
8.4 超导测辐射热计 147
8.5 高温超导测辐射热计 152
8.6 热电子测辐射热计 156
第9章 热释电探测器 161
9.1 热释电探测器的基本原理和操作 161
9.2 热释电材料的选择 167
9.3 探测器设计 176
9.4 热释电的视像管 178
第10章 气动探测器 179
10.1 高莱管 179
10.2 微机械高莱管型传感器 181
第11章 新型热探测器 183
11.1 新型非制冷探测器 183
11.2 热传感器的比较 196
第三部分 红外光子探测器
第12章 光子探测器的原理 201
12.1 光电导探测器 201
12.2 pn结光电二极管 222
12.3 pin光电二极管 239
12.4 雪崩光电二极管 242
12.5 肖特基势垒光电二极管 247
12.6 金属半导体金属光电二极管 252
12.7 MIS光电二极管 254
12.8 非平衡光电二极管 258
12.9 势垒型光电二极管 259
12.10 光电磁、磁聚及丹倍探测器 264
12.11 光子牵引探测器 270
第13章 本征硅和锗探测器 274
13.1 硅光电二极管 275
13.2 锗光电二极管 284
13.3 SiGe光电二极管 288
第14章 非本征硅和锗探测器 292
14.1 非本征光电导 292
14.2 非本征光电导技术 293
14.3 非本征光电导工作特性 295
14.4 非本征光电导的性能 296
14.5 阻挡杂质带器件 301
14.6 固态光电倍增管 306
第15章 光电发射探测器 308
15.1 内光电发射过程 308
15.2 肖特基势垒探测器截止波长的控制 315
15.3 肖特基势垒探测器的结构优化与制备 316
15.4 新型内光电发射探测器 317
第16章 Ⅲ-Ⅴ族探测器 321
16.1 Ⅲ-Ⅴ族窄禁带半导体的物理特性 321
16.2 铟镓砷光电二极管 331
16.3 二元Ⅲ-Ⅴ族光探测器 339
16.4 InAsSb光电探测器 357
16.5 GaSb基三元、四元合金光电二极管 365
16.6 新型锑基Ⅲ-Ⅴ族窄禁带光电探测器 368
第17章 碲镉汞探测器 371
17.1 碲镉汞探测器的历史 372
17.2 碲镉汞：技术和特性 374
17.3 碲镉汞的基本特性 383
17.4 俄歇过程主导的光探测器性能 397
17.5 光电导型探测器 400
17.6 光伏型探测器 414
17.7 势垒型光电二极管 454
17.8 其他Hg基探测器 457
第18章 Ⅳ-Ⅵ族探测器 463
18.1 材料制备与特性 464
18.2 多晶光电导探测器 476
18.3 pn结型光电二极管 481
18.4 肖特基势垒型光电二极管 489
18.5 非传统的薄膜光电二极管 496
18.6 可调谐振腔增强探测器 498
18.7 铅盐与HgCdTe器件的比较 500
第19章 量子阱红外光电探测器 503
19.1 低维固体：背景 503
19.2 多量子阱和超晶格 508
19.3 光导型量子阱红外光电探测器 516
19.4 光伏型量子阱红外光电探测器 531
19.5 超晶格微带QWIP 533
19.6 光耦合 534
19.7 相关器件 537
第20章 超晶格探测器 547
20.1 HgTe/HgCdTe超晶格 548
20.2 Ⅱ类超晶格 554
20.3 InAs/GaSb超晶格光电二极管 564
20.4 InAs/InAsSb超晶格光电二极管 573
20.5 器件钝化 575
20.6 Ⅱ类超晶格光电探测器中的噪声机制 578
第21章 量子点红外光电探测器 581
21.1 QDIP制备和工作原理 581
21.2 QDIP的预期优势 584
21.3 QDIP模型 585
21.4 QDIP的性能 590
21.5 胶体QDIP593
第22章 红外势垒型光电探测器 596
22.1 短波红外势垒型探测器 596
22.2 铟砷锑势垒型探测器 597
22.3 铟砷/镓锑Ⅱ类势垒型探测器 600
22.4 势垒型探测器与HgCdTe 光电二极管的比较 606
第23章 级联红外光电探测器 616
23.1 多级红外探测器 616
23.2 Ⅱ类超晶格带间级联红外探测器 617
23.3 与碲镉汞HOT光电探测器的性能比较 625
第四部分 红外焦平面阵列
第24章 焦平面阵列结构概述 629
24.1 焦平面阵列概述 630
24.2 单片式阵列 633
24.3 混成式阵列 639
24.4 读出集成电路 643
24.5 焦平面阵列的性能 646
24.6 小像元焦平面阵列的发展 655
24.7 自适应焦平面阵列 665
第25章 热探测焦平面阵列 668
25.1 热电堆焦平面阵列 669
25.2 测辐射热计焦平面阵列 673
25.3 热释电焦平面阵列 689
25.4 封装 697
25.5 新型非制冷焦平面阵列 699
第26章 光子探测焦平面阵列 703
26.1 本征硅阵列 707
26.2 非本征硅和锗阵列 716
26.3 光发射阵列 722
26.4 Ⅲ-Ⅴ族焦平面阵列 729
26.5 碲镉汞焦平面阵列 739
26.6 铅盐阵列 751
26.7 量子阱红外光电探测器阵列 756
26.8 势垒型探测器和Ⅱ类超晶格焦平面阵列 762
26.9 碲镉汞与Ⅲ -Ⅴ族———未来展望 768
第27章 第三代红外探测器 775
27.1 对第三代探测器的需求 777
27.2 碲镉汞多色探测器 780
27.3 多波段量子阱红外光电导 790
27.4 多波段Ⅱ类铟砷/镓锑探测器 799
27.5 多波段量子点红外光电探测器 804
第五部分 太赫兹探测器与焦平面阵列
第28章 太赫兹探测器与焦平面阵列 809
28.1 概述 809
28.2 太赫兹辐射特性概述 812
28.3 太赫兹探测器的发展路径 815
28.4 太赫兹直接探测和外差探测技术 821
28.5 光导型器件中太赫兹波的产生与探测 826
28.6 室温太赫兹探测器 828
28.7 非本征探测器 852
28.8 破裂对光子探测器 853
28.9 微波动态电感探测器 857
28.10 半导体测辐射热计 860
28.11 超导测辐射热计 865
28.12 转变边沿传感测辐射热计 871
28.13 新型太赫兹探测器 876
后记 895
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