本書系統介紹了紅外與太赫茲探測器件中的電子信息理論、物理內涵、光學知識，以及器件制備與應用中所涉及的材料、結構和制冷系統等多方面的內容，對紅外與太赫茲器件制備、應用研發以及實際工程使用人員具有很高的參考價值。全書分為5個部分，包括紅外與太赫茲探測基礎、紅外熱探測器、紅外光子探測器、紅外焦平面陣列以及太赫茲探測器與焦平面陣列。其中紅外熱探測器部分單列了氣動探測器一章，紅外光子探測器部分分列了多種近十年開始進入成熟期的器件類型，太赫茲探測器從原來的一章擴充為一個部分，并對近期的一些進展做了詳細的介紹。
目錄
第一部分 紅外與太赫茲探測基礎
第1章 輻射度量學 3
1.1 輻射度量學與光度學中的量和單位 4
1.2 輻照度學中量的定義 6
1.3 輻射亮度 8
1.4 黑體輻射 10
1.5 發射率 13
1.6 紅外光學 15
第2章 紅外系統基礎 19
2.1 紅外探測器市場 19
2.2 夜視系統的概念 21
2.3 熱成像 25
2.4 制冷器技術 32
2.5 大氣傳輸與紅外波段 42
2.6 場景輻射與對比度 43
第3章 紅外探測器的性能 45
3.1 現代紅外探測技術的發展歷史 47
3.2 紅外探測器的分類 50
3.3 探測器工作溫度 54
3.4 探測器的品質因子 56
3.5 探測率基本極限 58
第4章 紅外探測器的基本性能限制 64
4.1 熱探測器 64
4.2 光子探測器 72
4.3 光子和熱探測器的基本限制比較 79
4.4 光子探測器的理論模型 83
第5章 紅外輻射與探測器的耦合 87
5.1 標準耦合 87
5.2 等離激元耦合 89
5.3 陷光探測器 98
第6章 外差探測 103
6.1 外差探測理論 105
6.2 紅外外差探測技術 108
第二部分 紅外熱探測器
第7章 熱電堆 117
7.1 熱電堆的基本原理與操作 117
7.2 品質因子 121
7.3 熱電材料 123
7.4 微機械加工熱電堆 126
第8章 測輻射熱計 132
8.1 測輻射熱計的基本工作原理 132
8.2 測輻射熱計的類型 135
8.3 微加工室溫測輻射熱計 139
8.4 超導測輻射熱計 147
8.5 高溫超導測輻射熱計 152
8.6 熱電子測輻射熱計 156
第9章 熱釋電探測器 161
9.1 熱釋電探測器的基本原理和操作 161
9.2 熱釋電材料的選擇 167
9.3 探測器設計 176
9.4 熱釋電的視像管 178
第10章 氣動探測器 179
10.1 高萊管 179
10.2 微機械高萊管型傳感器 181
第11章 新型熱探測器 183
11.1 新型非制冷探測器 183
11.2 熱傳感器的比較 196
第三部分 紅外光子探測器
第12章 光子探測器的原理 201
12.1 光電導探測器 201
12.2 pn結光電二極管 222
12.3 pin光電二極管 239
12.4 雪崩光電二極管 242
12.5 肖特基勢壘光電二極管 247
12.6 金屬半導體金屬光電二極管 252
12.7 MIS光電二極管 254
12.8 非平衡光電二極管 258
12.9 勢壘型光電二極管 259
12.10 光電磁、磁聚及丹倍探測器 264
12.11 光子牽引探測器 270
第13章 本征硅和鍺探測器 274
13.1 硅光電二極管 275
13.2 鍺光電二極管 284
13.3 SiGe光電二極管 288
第14章 非本征硅和鍺探測器 292
14.1 非本征光電導 292
14.2 非本征光電導技術 293
14.3 非本征光電導工作特性 295
14.4 非本征光電導的性能 296
14.5 阻擋雜質帶器件 301
14.6 固態光電倍增管 306
第15章 光電發射探測器 308
15.1 內光電發射過程 308
15.2 肖特基勢壘探測器截止波長的控制 315
15.3 肖特基勢壘探測器的結構優化與制備 316
15.4 新型內光電發射探測器 317
第16章�、�-Ⅴ族探測器 321
16.1�、�-Ⅴ族窄禁帶半導體的物理特性 321
16.2 銦鎵砷光電二極管 331
16.3 二元Ⅲ-Ⅴ族光探測器 339
16.4 InAsSb光電探測器 357
16.5 GaSb基三元、四元合金光電二極管 365
16.6 新型銻基Ⅲ-Ⅴ族窄禁帶光電探測器 368
第17章 碲鎘汞探測器 371
17.1 碲鎘汞探測器的歷史 372
17.2 碲鎘汞：技術和特性 374
17.3 碲鎘汞的基本特性 383
17.4 俄歇過程主導的光探測器性能 397
17.5 光電導型探測器 400
17.6 光伏型探測器 414
17.7 勢壘型光電二極管 454
17.8 其他Hg基探測器 457
第18章 Ⅳ-Ⅵ族探測器 463
18.1 材料制備與特性 464
18.2 多晶光電導探測器 476
18.3 pn結型光電二極管 481
18.4 肖特基勢壘型光電二極管 489
18.5 非傳統的薄膜光電二極管 496
18.6 可調諧振腔增強探測器 498
18.7 鉛鹽與HgCdTe器件的比較 500
第19章 量子阱紅外光電探測器 503
19.1 低維固體：背景 503
19.2 多量子阱和超晶格 508
19.3 光導型量子阱紅外光電探測器 516
19.4 光伏型量子阱紅外光電探測器 531
19.5 超晶格微帶QWIP 533
19.6 光耦合 534
19.7 相關器件 537
第20章 超晶格探測器 547
20.1 HgTe/HgCdTe超晶格 548
20.2�、蝾惓Ц瘛�554
20.3 InAs/GaSb超晶格光電二極管 564
20.4 InAs/InAsSb超晶格光電二極管 573
20.5 器件鈍化 575
20.6 Ⅱ類超晶格光電探測器中的噪聲機制 578
第21章 量子點紅外光電探測器 581
21.1 QDIP制備和工作原理 581
21.2 QDIP的預期優勢 584
21.3 QDIP模型 585
21.4 QDIP的性能 590
21.5 膠體QDIP593
第22章 紅外勢壘型光電探測器 596
22.1 短波紅外勢壘型探測器 596
22.2 銦砷銻勢壘型探測器 597
22.3 銦砷/鎵銻Ⅱ類勢壘型探測器 600
22.4 勢壘型探測器與HgCdTe 光電二極管的比較 606
第23章 級聯紅外光電探測器 616
23.1 多級紅外探測器 616
23.2 Ⅱ類超晶格帶間級聯紅外探測器 617
23.3 與碲鎘汞HOT光電探測器的性能比較 625
第四部分 紅外焦平面陣列
第24章 焦平面陣列結構概述 629
24.1 焦平面陣列概述 630
24.2 單片式陣列 633
24.3 混成式陣列 639
24.4 讀出集成電路 643
24.5 焦平面陣列的性能 646
24.6 小像元焦平面陣列的發展 655
24.7 自適應焦平面陣列 665
第25章 熱探測焦平面陣列 668
25.1 熱電堆焦平面陣列 669
25.2 測輻射熱計焦平面陣列 673
25.3 熱釋電焦平面陣列 689
25.4 封裝 697
25.5 新型非制冷焦平面陣列 699
第26章 光子探測焦平面陣列 703
26.1 本征硅陣列 707
26.2 非本征硅和鍺陣列 716
26.3 光發射陣列 722
26.4 Ⅲ-Ⅴ族焦平面陣列 729
26.5 碲鎘汞焦平面陣列 739
26.6 鉛鹽陣列 751
26.7 量子阱紅外光電探測器陣列 756
26.8 勢壘型探測器和Ⅱ類超晶格焦平面陣列 762
26.9 碲鎘汞與Ⅲ -Ⅴ族———未來展望 768
第27章 第三代紅外探測器 775
27.1 對第三代探測器的需求 777
27.2 碲鎘汞多色探測器 780
27.3 多波段量子阱紅外光電導 790
27.4 多波段Ⅱ類銦砷/鎵銻探測器 799
27.5 多波段量子點紅外光電探測器 804
第五部分 太赫茲探測器與焦平面陣列
第28章 太赫茲探測器與焦平面陣列 809
28.1 概述 809
28.2 太赫茲輻射特性概述 812
28.3 太赫茲探測器的發展路徑 815
28.4 太赫茲直接探測和外差探測技術 821
28.5 光導型器件中太赫茲波的產生與探測 826
28.6 室溫太赫茲探測器 828
28.7 非本征探測器 852
28.8 破裂對光子探測器 853
28.9 微波動態電感探測器 857
28.10 半導體測輻射熱計 860
28.11 超導測輻射熱計 865
28.12 轉變邊沿傳感測輻射熱計 871
28.13 新型太赫茲探測器 876
后記 895
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