红外探测器（原书第2版） [Infrared Detectors] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[波兰] Antoni Rogalski 著，周海宪，程云芳 译，周华君，程林 校

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• 红外探测器
• 红外技术
• 传感器
• 探测器
• 光电探测
• 半导体
• 物理学
• 电子工程
• 材料科学
• 光学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111451976

版次：1

商品编码：11445963

品牌：机工出版

包装：精装

外文名称：Infrared Detectors

开本：16开

出版时间：2014-03-01

用纸：胶版纸

页数：820

字数：1306000

正文语种：中文

内容简介

　　

　　《红外探测器》有三个鲜明特点：一，内容十分丰富，该书由四部分23章组成，概述了红外探测器的发展史，详细介绍了各种红外探测器的当前状况，同时根据相关理论预测了其性能极限；二，内容非常系统，不仅介绍了红外探测技术的基础知识，而且还较为详细地阐述了各种类型的探测器，可使读者对红外探测器有全面了解，又能侧重自己从事的研究项目；三，内容极具先进性，囊括了各种成熟的红外探测器和研究课题，同时介绍了曾经研究但尚未完全成功应用的一些项目，分析了其中的主要原因，指出未来可能的发展方向。《红外探测器》参考了大量的会议文献和技术资料，并根据原书作者研究团队的研究成果和经验，分析和列出了目前已经达到的高性能，无疑给读者提供了一个参考基准，是一部非常有价值的参考书。《红外探测器》可供光电子领域特别是航空航天方向从事红外光学仪器设计、器件设计及研究的工程师和研究人员使用，也可作为大专院校相关专业师生的参考用书。

内页插图

目录

第1部分 红外探测技术的基础知识
第1章　辐射度学
1.1辐射度学和光度学的相关量和单位
1.2辐射度学物理量的定义
1.3辐射率
1.4黑体辐射
1.5发射率（比辐射率）
1.6红外光学系统
1.7红外系统辐射度学的相关概念
1.7.1夜视系统
1.7.2大气透射和红外光谱
1.7.3景物辐射和对比度
参考文献

第2章　红外探测器的性质
2.1 现代红外技术的发展史
2.2红外探测器分类
2.3红外探测器制冷
2.3.1低温杜瓦瓶
2.3.2焦耳�蔡榔丈�制冷器
2.3.3斯特林循环制冷技术
2.3.4珀耳帖制冷器
2.4探测器的品质因数
2.4.1响应度
2.4.2噪声等效功率
2.4.3探测率
2.5基本的探测率极限
参考文献

第3章　红外探测器的基本性能极限
3.1热探测器
3.1.1工作原理
3.1.2噪声机理
3.1.3比探测率和基本极限
3.2光子探测器
3.2.1光子探测过程
3.2.2光子探测器的理论模型
3.2.2.1光学生成噪声
3.2.2.2热生成和复合噪声
3.2.3光电探测器的最佳厚度
3.2.4探测器材料的品质因数
3.2.5减小器件体积以提高性能
3.3光子和热探测器基本限制的比较
3.4光电探测器的建模
参考文献

第4章　外差式探测技术
参考文献

第2部分 红外热探测器
第5章　温差电堆
5.1温差电堆的基本工作原理
5.2品质因数
5.3热电材料
5.4利用微机械技术制造温差电堆
5.4.1设计优化
5.4.2温差电堆的结构布局
5.4.3微温差电堆技术
参考文献

第6章　测辐射热计
6.1测辐射热计的基本工作原理
6.2测辐射热计类型
6.2.1金属测辐射热计
6.2.2热敏电阻
6.2.3半导体测辐射热计
6.2.4微型室温硅测辐射热计
6.2.4.1测辐射热计的传感材料
6.2.4.2氧化钒
6.2.4.3非晶硅
6.2.4.4硅二极管
6.2.4.5其它材料
6.2.5超导测辐射热计
6.2.6高温超导测辐射热计
6.3热电子测辐射热计
参考文献

第7章　热释电探测器
7.1热释电探测器的基本工作原理
7.1.1响应度
7.1.2噪声和探测率
7.2热释电材料选择
7.2.1单晶
7.2.2热释电聚合物
7.2.3热释电陶瓷
7.2.4电介质测辐射热计
7.2.5材料选择
7.3热释电摄像机
参考文献

第8章　新型热探测器
8.1高莱辐射计
8.2新型非制冷探测器
8.2.1电耦合悬臂梁结构
8.2.2光学耦合悬臂梁结构
8.2.3热�补獯�感器
8.2.4天线耦合微测辐射热计
8.3热探测器性能比较
参考文献

第3部分　红外光子探测器
第9章　光子探测器理论
9.1光电导探测器
9.1.1本征光电导理论
9.1.1.1扫出效应
9.1.1.2光电导体中的噪声机理
9.1.1.3量子效率
9.1.1.4光电导体的最终性质
9.1.1.5背景影响
9.1.1.6表面复合的影响
9.1.2非本征光电导理论
9.1.3本征和非本征红外探测器的工作温度
9.2p�瞡结光敏二极管
9.2.1理想扩散限p�瞡结
9.2.1.1扩散电流
9.2.1.2量子效率
9.2.1.3噪声
9.2.1.4比探测率
9.2.2实际的p�瞡结
9.2.2.1生成�哺春系缌�
9.2.2.2隧穿电流
9.2.2.3表面漏电流
9.2.2.4空间电荷限电流
9.2.3响应时间
9.3p�瞚�瞡光敏二极管
9.4雪崩光敏二极管
9.5肖特基势垒光敏二极管
9.5.1肖特基�材�特理论及其修正
9.5.2电流传输过程
9.5.3硅化物
9.6金属�舶氲继濯步鹗艄饷舳�极管
9.7金属�簿�缘体�舶氲继骞饷舳�极管
9.8非平衡光敏二极管
9.9nBn探测器
9.10光电磁、磁致浓差和登伯探测器
9.10.1光电磁探测器
9.10.1.1光电磁效应
9.10.1.2利乐解
9.10.1.3制造技术和性能
9.10.2磁致浓差探测器
9.10.3登伯探测器
9.11光子牵引探测器
参考文献

第10章　本征硅和锗探测器
10.1硅光敏二极管
10.2锗光敏二极管
10.3锗化硅光敏二极管
参考文献
第11章　非本征硅和锗探测器
11.1非本征探测技术
11.2非本征光电探测器的工作特性
11.3非本征光电导体的性能
11.3.1硅掺杂光电导体
11.3.2锗掺杂光电导体
11.4受阻杂质带器件
11.5固态光电倍增管
参考文献

第12章　光电发射探测器
12.1内光电发射过程
12.1.1散射效应
12.1.2暗电流
12.1.3金属电极
12.2肖特基势垒探测器截止波长的控制
12.3肖特基势垒探测器的结构优化和制造
12.4新型内光电发射探测器
12.4.1异质结内光电发射探测器
12.4.2同质结内光电发射探测器
参考文献

第13章　Ⅲ�睼族（元素）探测器
13.1Ⅲ�睼族窄带隙半导体的物理性质
13.2InGaAs 光敏二极管
13.2.1p�瞚�瞡 InGaAs光敏二极管
13.2.2InGaAs 雪崩光敏二极管
13.3.1InSb光电导探测器
13.3.2InSb 光电磁探测器
13.3.3InSb 光敏二极管
13.3.4InAs 光敏二极管
13.3.5InSb 非平衡光敏二极管
13.4三元和四元Ⅲ�睼探测器
13.4.1InAsSb探测器
13.4.1.1InAsSb光电导体
13.4.1.2InAsSb光敏二极管
13.4.2以GaSb三元和四元合金为基础的光敏二极管
13.5以Sb为基础的新型Ⅲ�睼窄带隙光电探测器
13.5.1InTlSb和InTlP
13.5.2InSbBi
13.5.3InSbN
参考文献

第14章　碲镉汞（HgCdTe）探测器
14.1HgCdTe探测器的发展史
14.2HgCdTe材料：技术和性质
14.2.1相图
14.2.2晶体生长技术
14.2.3缺陷和杂质
14.2.3.1固有缺陷
14.2.3.2掺杂物
14.3HgCdTe的基本性质
14.3.1能带隙
14.3.2迁移率
14.3.3光学性质
14.3.4热生成�哺春瞎�程
14.3.4.1肖克莱�怖锏鹿�程
14.3.4.2辐射过程
14.3.4.3俄歇过程
14.4俄歇效应为主的光电探测器性能
14.4.1平衡型器件
14.4.2非平衡型器件
14.5光电导探测器
14.5.1探测技术
14.5.2光电导探测器的性能
14.5.2.1工作在温度77K的器件
14.5.2.2工作温度高于77K的器件
14.5.3俘获模式光电导体
14.5.4排斥光电导体
14.5.5扫积型探测器
14.6光伏探测器
14.6.1结的形成
14.6.1.1Hg向内扩散
14.6.1.2离子束铣
14.6.1.3离子植入
14.6.1.4反应离子刻蚀
14.6.1.5生长期间掺杂
14.6.1.6钝化
14.6.1.7接触层金属化工艺
14.6.2对HgCdTe光敏二极管性能的主要限制
14.6.3对HgCdTe光敏二极管性能的次要限制
14.6.4雪崩光敏二极管
14.6.5俄歇抑制光敏二极管
14.6.6金属�簿�缘体�舶氲继骞饷舳�极管
14.6.7肖特基势垒光敏二极管
14.7Hg基探测器
14.7.1晶体生长
14.7.2物理性质
14.7.3HgZnTe光电探测器
14.7.4HgMnTe光电探测器
参考文献

第15章　IV�并鲎澹ㄔ�素）探测器
15.1材料制备和性质
15.1.1晶体生长
15.1.2缺陷和杂质
15.1.3物理性质
15.1.4生成�哺春瞎�程
15.2多晶光电导探测器
15.2.1多晶铅盐的沉积
15.2.2制造技术
15.2.3性能
15.3p�瞡结光敏二极管
15.3.1性能限
15.3.2技术和性质
15.3.2.1扩散光敏二极管
15.3.2.2离子植入
15.3.2.3异质结
15.4肖特基势垒光敏二极管
15.4.1肖特基势垒的相关争议问题
15.4.2技术和性质
15.5非寻常薄膜光敏二极管
15.6可调谐谐振腔增强型探测器
15.7铅盐与HgCdTe
参考文献

第16章　量子阱红外光电探测器
16.1低维固体：基础知识
16.2多量子阱和超晶格结构
16.2.1成分超晶格结构
16.2.2掺杂超晶格结构
16.2.3子带间光学跃迁
16.2.4子带间弛豫时间
16.3光电导量子阱红外光电探测器
16.3.1制造技术
16.3.2暗电流
16.3.3光电流
16.3.4探测器性能
16.3.5量子阱红外光电探测器与碲镉汞探测器
16.4光伏量子阱红外光电探测器
16.5超晶格微带量子阱红外光电探测器
16.6光耦合
16.7其它相关器件
16.7.1p类掺杂GaAs/AlGaAs 量子阱红外光电探测器
16.7.2热电子晶体管探测器
16.7.3SiGe/Si量子阱红外光电探测器
16.7.4采用其它材料体系的量子阱红外光电探测器
16.7.5多色探测器
16.7.6集成发光二极管量子阱红外光电探测器
参考文献

第17章　超晶格红外探测器
第18章　量子点红外光电探测器

第Ⅳ部分　焦平面阵列
第19章　焦平面阵列结构概述
第20章　热探测器焦平面阵列
第21章　光子探测器焦平面阵列
第22章　太赫兹探测器和焦平面阵列
第23章　第三代红外探测器

前言/序言

好的，这是一份关于《红外探测器（原书第2版）》的图书简介，内容不涉及原书的具体内容，旨在描述一个可能与该主题相关但又不完全相同的全新图书的概貌，篇幅约1500字。 --- 图书名称：《光子学新视野：先进光学系统设计与集成》 作者：[此处可假设一位作者] 出版社：[此处可假设一家出版社] --- 导言：光与物质相互作用的未来图景 在现代科学与工程的交汇点，光子学已成为驱动技术进步的核心动力之一。从高精度测量到前沿通信，再到环境监测与生物成像，我们对光的操控能力决定了新一代系统的性能上限。《光子学新视野：先进光学系统设计与集成》并非专注于某一特定器件的原理，而是致力于构建一个宏观的视角，探讨如何将光的基本属性——波粒二象性、偏振特性以及与物质的相互作用——系统性地转化为可实施的工程解决方案。 本书的目标读者群体是光学工程、物理学、电子工程以及材料科学领域的研究人员、高级工程师和研究生。我们假定读者对基础光学原理（如几何光学和波动光学）有初步了解，本书将着重于从系统层面出发，探讨如何将这些基础知识转化为具备实际应用价值的复杂光学系统。 第一部分：先进光学系统的基础理论与建模 本书的第一部分着重于为构建复杂光学系统奠定坚实的理论基础。我们不侧重于深入红外探测器的具体材料物理，而是将重点放在光学系统本身的性能量化与建模上。 1.1 现代光学系统性能的量化指标体系 一个复杂光学系统（例如，一个高分辨率成像系统或一个精密光谱仪）的性能评价远不止于简单的放大倍数或视场角。本章将详细阐述现代光学系统设计中必须考虑的核心指标： 调制传递函数 (MTF) 的多维分析： 不仅讨论空间频率域的MTF，还将引入时间域的MTF分析，尤其是在涉及动态目标跟踪或高速数据采集的应用中。我们将探讨如何通过优化系统设计参数（如光阑形状、像差校正策略）来提升系统的整体MTF表现。 信噪比 (SNR) 与信息熵： 深入分析光子统计学在系统噪声源（散粒噪声、暗电流噪声、读出噪声）中的作用。重点在于如何通过系统架构优化（如采用先进的读出电路或优化光收集效率）来最大化有效信息量。 偏振敏感性与控制： 对于许多精密测量和遥感应用，偏振态的保持和控制至关重要。本章将介绍如何使用薄膜、双折射元件以及复杂的偏振分束器来构建具有特定偏振响应的光学通路，并对系统内部的偏振交叉耦合进行建模。 1.2 复杂光学系统的误差传播与容差分析 实际工程中，任何设计都必须接受制造和装配的现实检验。本章将重点讲解如何进行系统的误差分析： 公差链的建立： 阐述如何从材料参数的不确定性、元件装配的微小偏差，直至最终成像面的像差变化，建立起一套完整的误差传播模型。 蒙特卡洛模拟在光学设计中的应用： 介绍如何利用随机抽样方法评估系统在参数随机波动下的鲁棒性，并对比传统的灵敏度分析方法的局限性。 第二部分：集成化与微纳光学元件的设计 随着工程技术的发展，光学系统正朝着小型化、集成化方向发展。本书的第二部分聚焦于如何将传统的宏观光学元件与微纳加工技术相结合，实现革命性的系统变革。 2.1 薄膜光学与表面等离子体激元 (SPP) 光学薄膜是实现特定光谱响应和功能化的关键。本章将探讨： 先进的介质堆叠设计： 如何设计具有超宽带抗反射或特定角度选择吸收特性的多层介质膜系，用于提高特定波段的光能利用率。 表面等离子体激元在光捕获中的应用： 介绍如何利用金属/介质界面上的电子振荡（SPP）来增强光与物质的相互作用，从而在极小尺度上实现光的收集和引导，这为开发超薄型集成光学器件提供了新思路。 2.2 衍射光学与超表面 (Metasurfaces) 微结构光学元件，尤其是超表面，正在重新定义传统透镜和波片的功能。 衍射光学元件（DOE）的设计与优化： 讨论如何利用傅里叶变换和迭代算法设计具有复杂相位分布的DOE，用于光束整形（如平顶光束生成）或多焦点成像。 超表面的原理与实现： 重点介绍亚波长结构单元如何实现对光的幅度和相位在二维平面上的独立、精确控制。我们将分析使用梯度折射率设计（GRIN-like metasurfaces）来实现传统折射光学元件无法比拟的宽带、大视场成像的可能性。 第三部分：主动光学与动态系统集成 现代光学系统越来越依赖于实时反馈和动态调整能力，以应对环境变化或执行复杂的任务。《光子学新视野》的第三部分关注系统的主动控制与整体集成。 3.1 实时波前整形与自适应光学基础 自适应光学（AO）技术是克服大气湍流、介质散射和系统自身像差的强大工具。 波前传感器与执行器原理： 介绍基于夏克-哈特曼（Shack-Hartmann）和相位恢复算法的现代波前测量技术，以及变形镜（DM）的工作原理和驱动限制。 控制算法的实时性要求： 讨论控制回路的设计，包括如何选择合适的控制算法（如基于梯度的优化或神经网络辅助的快速反馈）以满足高频动态校正的需求。 3.2 光机电一体化系统的集成策略 一个高性能的光学系统往往是精密机械、电子控制和光学元件的复杂组合。本章将从系统工程角度探讨集成挑战： 热-机械-光学（TMO）耦合分析： 阐述温度变化如何影响元件的装配精度、光学性能以及系统的稳定性。介绍使用有限元分析（FEA）工具来预测和缓解TMO效应的方法。 系统级联与接口设计： 探讨如何规范化光学模块、传感器接口和数据处理单元之间的连接标准，确保不同技术栈之间的平稳集成和高效率数据流。 结语：迈向智能光子系统 《光子学新视野：先进光学系统设计与集成》旨在为读者提供一个全面的路线图，使他们能够从器件级思维跃升至系统级创新。本书强调的是工程实践中的权衡取舍、跨学科知识的融合，以及对未来光子技术发展趋势的深刻理解。通过掌握这些系统集成和建模工具，读者将能够设计出性能更优、更具适应性的下一代光电系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分是另一个亮点，它构筑了一个极为详尽的知识网络。每当作者介绍一个重要的概念或提出一个关键的性能极限时，后面都会清晰地标注出其首次提出或被广泛接受的原始文献出处。这意味着，如果你对某个特定领域（比如特定材料的本征限制）想挖掘得更深，你可以沿着作者提供的路径，迅速找到最权威、最原始的一手资料。这种严谨的学术引用风格，极大地提高了这本书作为参考资料的可靠性和权威性。我试着根据书中列出的几篇关键论文去查阅，果然发现它们是定义了该领域核心进展的里程碑式工作。对于一个需要撰写技术报告或者准备专利申请的工程师而言，这本书提供了一个强大的知识导航系统，让你不必在浩如烟海的文献中迷失方向。总而言之，这本书不只是告诉你“是什么”，更引导你去探寻“从何而来”和“未来如何”，是值得在书架上常备的权威参考典籍。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书的排版和图示设计给予高度赞扬。对于像红外探测器这种涉及复杂结构和光电转换过程的器件，文字描述常常显得苍白无力。然而，这本书中的插图质量非常高，它们不仅仅是简单的示意图，很多都是精确的能带结构图、器件截面图，甚至是特定工作原理下的光子/载流子流动的可视化模型。我记得在讲解PN结或PIN结在红外光照下的工作机制时，那些精心绘制的能级图和电场分布图，瞬间就将我脑中模糊的概念清晰化了。阅读体验上，虽然内容深度很高，但得益于恰当的图文配合，使得长时间阅读的疲劳感减轻了不少。例如，在描述不同制冷方式对探测器性能影响时，书中对比了珀尔帖制冷和斯特林制冷在实际应用中的热负载和温度波动曲线，这种实务结合理论的案例分析，对于实际系统集成工程师来说简直是福音。这本工具书的价值就在于，它把抽象的物理现象，用直观的工程语言和图形准确地捕捉了下来。

评分☆☆☆☆☆

从阅读的难度和知识体系的构建来看，我深感这本书并非一本入门读物，它假设了读者已经具备扎实的半导体器件物理基础。如果你是初次接触红外技术的新手，可能会在最初的几个章节感到吃力，因为作者很少花篇幅去重复基础概念，而是直接深入到影响实际性能的深层机制。然而，对于有一定基础，希望将理论知识转化为实际工程能力的读者来说，这本书简直是宝藏。它的行文风格非常严谨，学术气息浓厚，几乎没有闲笔，每一句话都承载着明确的技术信息。我特别关注了其中关于“探测器杂散光抑制”的章节，作者不仅分析了杂散光对图像对比度的影响，还详细列举了多种滤光片和结构设计方案的优缺点，这种将问题拆解到极致的分析方法，让我立刻找到了当前实验中遇到的一个棘手问题的可能解决方案方向。可以说，这本书是那种你需要带着笔记本和计算器去“啃”的专业书籍，它要求读者主动思考，而不是被动接受。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容更新速度和广度令人印象深刻，尽管我拿到的是第二版，但它并未完全停留在传统的锑化铟或碲镉汞（MCT）技术上。它花了不少篇幅去探讨新型材料体系，比如量子点红外探测器（QWIPs/QDIPs）和超晶格结构，这显示出作者对领域前沿的敏锐捕捉。在介绍这些新兴技术时，作者非常务实地指出了它们相较于传统技术在成本、可制造性和特定波段响应上的优势与劣势，没有进行不切实际的鼓吹。这对我制定未来的技术路线图提供了极大的参考价值。更值得一提的是，书中对红外探测器的“盲元”和“成像系统”的连接部分处理得非常到位。很多专注于器件的著作往往在系统集成部分一带而过，但这本则详细讨论了读出电路（ROIC）设计对最终系统噪声性能的决定性影响，这正是将器件从实验室推向市场的关键瓶颈。这种系统级的视角，让这本书的受众从单纯的材料科学家扩展到了整个光电系统工程师的范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度，初拿到手上时我就有些被震慑住了。它沉甸甸的，封面设计简洁，直奔主题，没有花哨的图案，一看就知道是面向专业人士的案头参考书。我之所以选择这本，主要是因为我目前手头负责的一个项目恰好需要深入了解不同类型红外探测器的基本原理和关键性能指标。翻开内页，首先映入眼帘的是极其详尽的理论推导和清晰的物理模型描述。作者显然在材料科学、半导体物理以及光学工程这些交叉领域有着深厚的积累。尤其是关于热释电型探测器和光伏型探测器之间的性能权衡分析，阐述得极其透彻，不是那种浮于表面的概述，而是能让你真正理解“为什么”以及“如何”优化设计的深度解析。我特别欣赏它在基本概念上的严谨性，对于量子效率、响应速度、噪声等核心参数的定义和测量方法，都给出了行业内公认的标准描述，这对于我后续进行实验室测试和数据比对至关重要。这本书与其说是一本教材，不如说是一部详尽的工程手册，每一个公式的推导都像是手把手带着读者走过那些复杂的物理过程，确保读者不仅知道结果，更理解背后的物理图像。

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很不错的一本专业书，对于红外领域写的很全面

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本技术采用微型单片机作为信号处理器产生编码信号，驱动红外线发射器发出带有编码信号的红外线信号，并实时检测经过放大电路处理后的反射信号，其编码信号能够保证多个相同型号的传感器同时同地工作而不相互干扰。而且工作频率一致、可靠性高、功耗小。

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书是好书，可以翻译也太不专业了。。。。

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经典，内容挺好的，快递业给力，

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