《紅外探測器》是2016年9月西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是張建奇，本書主要介紹了紅外探測器的工作原理、性能指標、特點和分類。
基本介紹
- 中文名：紅外探測器
- 作者：張建奇
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- ISBN：9787560640747
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
介紹紅外探測器的工作原理、性能指標、特點和分類，詳細介紹測輻射熱計、熱電偶和熱電堆、熱釋電探測器等熱探測器，非本徵型、光電導型、光伏型、量子阱型、量子點型以及多色探測器等光子探測器。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 紅外探測器的分類 1
1.1.1 熱探測器 1
1.1.2 光子探測器 3
1.1.3 輻射場探測器 5
1.1.4 熱探測器與光子探測器的比較 5
1.2 紅外探測器性能參數 6
1.2.1 主要工作條件 6
1.2.2 主要性能參數 7
1.2.3 多元及焦平面探測器品質參數 14
1.3 噪聲源 18
1.3.1 探測器噪聲 18
1.3.2 背景輻射光子噪聲 22
1.3.3 放大器噪聲 24
1.4 紅外光學材料與紅外探測器製冷器 24
1.4.1 紅外光學材料 24
1.4.2 紅外探測器製冷器 26
1.5 紅外探測器的發展簡史 30
1.5.1 早期熱探測器的發展 30
1.5.2 早期光子探測器的發展 31
1.5.3 現代紅外探測器的發展 31
參考文獻 35
第2章 熱探測器基本理論 36
2.1 熱探測器的工作原理 36
2.1.1 基本工作模式 37
2.1.2 基本工作原理 37
2.2 熱輻射探測器的噪聲 39
2.3 熱探測器的比探測率 41
2.4 噪聲等效溫差 43
參考文獻 45
第3章 測輻射熱電偶和熱電堆 46
3.1 熱電偶的基本工作原理 46
3.1.1 溫差電效應 46
3.1.2 測輻射熱電偶 49
3.2 熱電材料 51
3.2.1 材料品質因子Z 51
3.2.2 典型熱電材料 53
3.3 典型測輻射熱電堆紅外探測器 55
3.3.1 薄膜型熱電堆探測器 55
3.3.2 微機械熱電堆探測器 55
參考文獻 59
第4章 測輻射熱計 61
4.1 熱敏電阻 61
4.2 測輻射熱計的工作原理 63
4.2.1 零偏置條件 64
4.2.2 直流偏置條件 64
4.2.3 脈衝偏置條件 67
4.3 測輻射熱計的性能分析 68
4.3.1 回響度 68
4.3.2 噪聲分析 70
4.4 典型測輻射熱計 72
4.4.1 金屬測輻射熱計 72
4.4.2 半導體測輻射熱計 73
4.4.3 微機械室溫測輻射熱計 75
4.4.4 複合測輻射熱計 78
4.4.5 超導測輻射熱計 79
參考文獻 84
第5章 熱釋電探測器 85
5.1 熱釋電體和鐵電體 85
5.1.1 熱釋電效應 86
5.1.2 鐵電效應 87
5.1.3 熱釋電材料的基本參數 88
5.1.4 鐵電材料用於紅外探測的兩種工作模式 93
5.2 熱釋電探測器的工作原理 95
5.2.1 熱釋電探測器的回響度 95
5.2.2 熱釋電探測器的噪聲 103
5.2.3 噪聲等效功率和比探測率 107
5.2.4 外部環境影響及補償措施 110
5.3 典型熱釋電探測器 111
參考文獻 113
第6章 其他熱探測器 114
6.1 二極體測輻射熱計 114
6.1.1 二極體電壓溫度係數 114
6.1.2 二極體測輻射熱計的性能參數 116
6.2 雙材料微懸臂樑熱探測器 116
6.2.1 熱力學模型 117
6.2.2 電讀出式微懸臂樑熱探測器 118
6.2.3 光讀出式微懸臂樑探測器 124
6.3 微機械高萊盒紅外探測器 127
6.3.1 高萊盒的熱致形變 127
6.3.2 電容讀出式高萊盒 129
6.3.3 隧道電流讀出式高萊盒 132
參考文獻 137
第7章 光電導探測器 138
7.1 半導體中的光生載流子 138
7.1.1 半導體中的光吸收 138
7.1.2 半導體中光生載流子的產生 144
7.1.3 非平衡載流子的複合 145
7.1.4 半導體中光生載流子的輸運 149
7.2 本徵光電導探測器 151
7.2.1 光電導探測器的回響度 152
7.2.2 光電導探測器的噪聲和比探測率 157
7.2.3 影響光電導探測器性能的因素 162
7.2.4 典型本徵光電導探測器 166
7.3 雜質光電導探測器 177
7.3.1 雜質光電導探測器的回響度 178
7.3.2 噪聲和比探測率 183
7.3.3 典型非本徵光電導探測器 184
7.4 受阻雜質帶紅外探測器 187
7.4.1 BIB 器件結構 187
7.4.2 工作原理 188
參考文獻 190
第8章 光伏探測器 191
8.1 PN結的基本特性 191
8.1.1 PN結的基本結構 191
8.1.2 平衡狀態下的PN結 191
8.1.3 PN結電流-電壓特性 194
8.1.4 PN結電容 195
8.2 PN結光伏探測器的工作原理 196
8.2.1 PN結的光生電流 197
8.2.2 光照下PN結的I-U特性 202
8.2.3 光伏探測器的回響度 205
8.2.4 光伏探測器的噪聲 208
8.2.5 光伏探測器的比探測率 209
8.2.6 光伏探測器的R0Ad 210
8.2.7 光伏探測器的回響時間 212
8.3 PIN光電二極體 215
8.3.1 PIN光電二極體的量子效率 217
8.3.2 PIN光電二極體的回響時間 217
8.4 雪崩光電二極體 220
8.4.1 PN結雪崩倍增效應 220
8.4.2 雪崩光電二極體的特性 222
8.5 肖特基勢壘光電二極體 225
8.5.1 金屬和半導體的接觸電勢差 226
8.5.2 金屬半導體接觸整流 227
8.5.3 肖特基勢壘光電二極體工作原理 229
8.6 金屬-絕緣體-半導體光電二極體 234
8.6.1 MIS結構的表面電場效應 234
8.6.2 MIS結構的非平衡態特性 238
8.6.3 MIS結構的電容 240
8.6.4 MIS型紅外探測器工作原理 241
8.7 典型光伏探測器 245
8.7.1 InGaAs光電二極體 246
8.7.2 InAs、InAsSb和InSb光電二極體 250
8.7.3 HgCdTe光伏探測器 253
參考文獻 255
第9章 光電磁探測器、磁聚集探測器和丹倍探測器 257
9.1 光電磁探測器 257
9.1.1 光電磁效應 257
9.1.2 PEM探測器的性能參數 260
9.1.3 典型PEM探測器 263
9.2 磁聚集探測器 265
9.2.1 EMCD探測器中的電流分布 266
9.2.2 光照下的信號電流 267
9.2.3 EMCD探測器的性能分析 269
9.3 丹倍探測器 271
9.3.1 丹倍電勢差 271
9.3.2 電壓回響度和比探測率 272
9.3.3 丹倍探測器性能分析 274
9.4 光子牽引探測器 276
參考文獻 278
第10章 天線耦合探測器 280
10.1 天線的基本概念 280
10.2 天線耦合熱電偶 282
10.3 天線耦合測輻射熱計 285
10.4 天線耦合金屬-氧化物-金屬二極體 289
參考文獻 293
第11章 量子結構紅外探測器 295
11.1 低維量子結構的基本概念 295
11.1.1 超晶格 295
11.1.2 量子阱 297
11.1.3 量子點 299
11.2 量子阱紅外探測器 300
11.2.1 基本組成 301
11.2.2 探測機理 301
11.2.3 主要類型 303
11.2.4 性能表征 305
11.2.5 光伏型量子阱紅外探測器 311
11.2.6 典型量子阱紅外探測器 313
11.3 量子點紅外探測器 316
11.3.1 量子點紅外探測器結構 316
11.3.2 量子點紅外探測器光電轉化機理及性能參數 319
11.3.3 量子點紅外探測器的特性優勢 322
11.4 超晶格紅外探測器 324
11.4.1 超晶格材料的特點 324
11.4.2 典型超晶格紅外探測器 326
11.5 多色/多波段探測器 327
11.5.1 基本結構及原理 327
11.5.2 典型多波段探測器 328
參考文獻 334
第12章 紅外焦平面陣列 335
12.1 多元紅外探測器與紅外焦平面陣列 335
12.1.1 紅外焦平面陣列的特點 336
12.1.2 紅外焦平面陣列的分類 336
12.2 固體成像器件工作原理 340
12.2.1 電荷耦合器件 341
12.2.2 電荷耦合成像器件 351
12.2.3 CMOS成像器件 362
12.3 熱探測器焦平面陣列 372
12.3.1 熱電堆焦平面陣列 372
12.3.2 微測輻射熱計焦平面陣列 380
12.3.3 熱釋電焦平面陣列 397
12.3.4 新型非製冷焦平面陣列 407
12.4 光子探測器焦平面陣列 429
12.4.1 非本徵矽、鍺焦平面陣列 429
12.4.2 肖特基勢壘焦平面陣列 430
12.4.3 InGaAs焦平面陣列 432
12.4.4 InSb焦平面陣列 435
12.4.5 HgCdTe焦平面陣列 438
12.4.6 鉛鹽焦平面陣列 445
12.4.7 新型光子探測器焦平面陣列 447
參考文獻 458
