《光電子器件(第3版)》著重講授光電子探測與成像器件的基礎(chǔ)理論和基本知識。
《光電子器件(第3版)》主要內(nèi)容有:半導體光電探測器、光電倍增管、微光像增強器、真空攝像管、CCD和CMOS成像器件、致冷和非致冷紅外成像器件、紫外成像器件、X射線成像器件。
《光電子器件(第3版)》適合電子科學與技術(shù)、光電子技術(shù)、物理電子學等專業(yè)本科生作為教材使用,也可供相近專業(yè)的研究生閱讀,同時可供從事光電子器件研究和從事光電子技術(shù)的技術(shù)人員參考。
光電子器件是光電子技術(shù)的關(guān)鍵和核心部件,是現(xiàn)代光電技術(shù)與微電子技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域,是信息技術(shù)的重要組成部分。光電子器件的范圍很廣,本書將主要介紹光電探測器件和光電成像器件。目前,光電子器件發(fā)展十分迅猛,不斷采用新技術(shù)、利用新材料、研究新原理、開發(fā)新產(chǎn)品,各種新型器件不斷涌現(xiàn)、器件性能不斷提高。從可見光探測向微光、紅外、紫外、X射線探測的器件,其探測范圍從γ射線至遠紅外甚至到亞毫米波段的廣闊的光譜區(qū)域,其探測元從點探測到多點探測至二維成像器件,像元數(shù)越來越多,分辨本領(lǐng)越來越大。通過微光學機械電子技術(shù)的集成工藝,光電子器件的體積越來越小,集成度越來越高,各種新型固體成像器件不斷被開發(fā)成功,在很多方面代替了傳統(tǒng)的真空光電器件。隨著光信息技術(shù)的需求,探測器頻率響應不斷被提高。
光電子器件應用范圍十分廣闊,如家用攝像機、手機相機、夜視眼鏡、微光攝像機、光電瞄具、紅外探測、紅外制導、紅外遙感、指紋探測、導彈探測、醫(yī)學檢測和透視等,從軍用產(chǎn)品擴展到民用產(chǎn)品,其使用范圍難以勝數(shù),是一個巨大的產(chǎn)業(yè)。
本書從光電轉(zhuǎn)換機理人手,詳細地分析光電探測器和成像器件的理論、原理、結(jié)構(gòu)、特性、應用,系統(tǒng)地闡述了光電探測和成像器件的基本體系。該課程能較大程度地提高讀者的理論和基礎(chǔ)知識,能使讀者系統(tǒng)、全面地掌握光電探測與成像技術(shù)的精髓,提高專業(yè)水平和能力,更好地適應現(xiàn)代科技的發(fā)展以及社會對專業(yè)人才的需求。
該書稿在南京理工大學使用了十多年,且經(jīng)過二十多年的課程建設(shè),多次修改得以完成第3版。與第2版相比,第3版增加了一些理論基礎(chǔ)知識,這對于完善其體系是十分必要的。該課程的信息量十分巨大,題材廣泛,技術(shù)性強,涉及大量的基礎(chǔ)知識和理論。雖然經(jīng)過近三十年的課程教授和內(nèi)容補充,然而受編者水平和精力的限制,尚有許多器件和相關(guān)知識沒有被涉及,還需要深化和完善。雖然經(jīng)過師生的長期應用和訂正,但是書中難免存在錯誤以及不足,懇請讀者給予指正,提出意見,以供改進。
緒論
第1章 光電導探測器
1.1 光電子器件的基本特性
1.1.1 光譜響應率和響應率
1.1.2 最小可探測輻射功率和探測率
1.1.3 光吸收系數(shù)
1.1.4 光生載流子的復合
1.2 光電導探測器原理
1.2.1 光電導效應
1.2.2 光電導電流
1.2.3 光電導增益
1.2.4 光電導靈敏度
1.2.5 光電導惰性和響應時間
1.2.6 光電導的光譜響應特性
1.2.7 電壓響應率
1.2.8 探測率
1.3 光敏電阻
1.3.1 光敏電阻的結(jié)構(gòu)
1.3.2 光敏電阻的特性
練習題
第2章 結(jié)型光電探測器
2.1 光生伏特效應
2.1.1 PN結(jié)
2.1.2 PN結(jié)電壓電流公式
2.1.3 PN結(jié)光生伏特效應
2.1.4 光照平行結(jié)的定態(tài)情況
2.1.5 光照垂直于PN結(jié)的定態(tài)情況
2.1.6 光照垂直于NP結(jié)的定態(tài)情況
2.2 光電池
2.2.1 光電池的結(jié)構(gòu)
2.2.2 光電池的電流與電壓
2.2.3 光電池的主要特性
2.3 光電二極管
2.3.1 PN結(jié)型光電二極管
2.3.2 PIN型光電二極管
2.3.3 雪崩光電二極管
2.4 光電三極管
2.4.1 光電三極管結(jié)構(gòu)和工作原理
2.4.2 光電三極管的主要性能參數(shù)
練習題
第3章 光電陰極與光電倍增管
3.1 光電發(fā)射過程
3.1.1 外光電效應
3.1.2 金屬的光譜響應
3.1.3 半導體光電發(fā)射過程
3.1.4 實用光電陰極
3.2 負電子親和勢光電陰極
3.2.1 負電子親和勢光電陰極的原理
3.2.2 NEA光電陰極中的電子傳輸過程
3.2.3 NEA陰極的量子產(chǎn)額
3.2.4 負電子親和勢陰極的工藝及結(jié)構(gòu)
3.3 真空光電管
3.3.1 真空光電管工作原理
3.3.2 真空光電管的主要特性
3.4 光電倍增管
3.4.1 光電倍增管結(jié)構(gòu)和工作原理
3.4.2 光電倍增管主要特性和參數(shù)
3.4.3 光電倍增管的供電電路
練習題
……
第4章 微光像增強器
第5章 攝像管
第6章 CCD和CMOS成像器件
第7章 致冷型紅外成像器件
第8章 微測輻射熱計紅外成像器件
第9章 熱釋電探測器和成像器件
第10章 紫外探測與成像器件
第11章 X射線探測與成像器件
參考文獻