光電子器件
光電子器件
《光電子器件》的作者是汪貴華，出版社是國防工業出版社。該書主要內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、紫外成像器件、X射線成像器件等。該書適合電子科學與技術、光電子技術、物理電子學等專業本科生作為教材使用，也可供相近專業的研究生閱讀，同時可供從事光電子器件研究和從事光電子技術的技術人員參考。
《光電子器件（第2版）》從光電轉換機理入手，詳細地分析光電探測器和成像器件的理論、原理、結構、特性、應用，系統地闡述了光電探測和成像器件的基本體系。學習了該課程將較大地提高讀者的理論和基礎知識，能使讀者系統全面地掌握光電探測與成像技術的精髓，提高專業水平和能力，更好地適應現代科技的發展以及社會對專業人才的需求。
該書稿在南京理工大學使用了十多年，且經過二十年的課程建設，多次修改得以正式出版。與第1版相比，第2版增加了一些理論基礎知識，這對於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，技術性強，涉及到大量的基礎知識和理論。雖然作者經過二十年的課程教授和內容補充，然而作者水平有限和精力限制，尚有許多器件和相關知識沒有被涉及到，還需要深化和完善。雖然經師生的長期應用和訂正，書中尚存在錯誤以及不足，懇請讀者給予指正，提出意見以供改進。
中國光電子器件製造行業實現了較快發展。在光通信、光顯示等應用領域需求不斷擴大的刺激下，產品產量有所突破，2010年中國光電子器件產量突破1100億隻。同時，行業整體技術水平得到進一步提升，與國際上發達國家的差距正在逐漸縮小；此外，行業也逐漸湧現出一批具有較強競爭力的領先企業，如武漢光訊、華工科技、京東方等。
在舉得可喜成績的同時，也應當看到中國光電子器件製造行業仍與先進國家存在一定差距，國內部分廠商仍未擺脫依靠低成本競爭、或成為沒有核心技術和自主品牌的OEM工廠的局面，國內稍有規模或技術優勢的企業，都面臨著被跨國公司兼并的危機。
尤其是跨入21世紀以來，跨國公司在華投資建廠或兼并收購等活動更加頻繁，如Neophotonis公司兼并收購深圳飛通公司、MRV Communications公司兼并收購飛博創公司等。同時，跨國公司的不斷進入，加劇了行業的競爭激烈程度。
未來，隨著通信技術升級，全球分工與製造中心不斷向中國轉移，以及國家政策的大力扶持，行業整體技術創新能力將得到進一步增強，產業結構將不斷調整，有助於中國光電子器件製造行業的健康、持續發展。
光電子器件應用範圍十分廣闊，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、紅外製導、紅外遙感、指紋探測、導彈探測、醫學檢測和透視等等，從軍用產品擴展到民用產品，其使用範圍難以勝數，是一個巨大的產業。
光電子器件是光電子技術的關鍵和核心部件，是現代光電技術與微電子技術的前沿研究領域，是信息技術的重要組成部分。光電子器件發展十分迅猛，不斷採用新技術、利用新材料、研究新原理、開發新產品，各種新型器件不斷湧現、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，其探測範圍從γ射線至遠紅外甚至到亞毫米波段的廣闊的光譜區域，其探測元從點探測到多點探測至兩維成像器件，像元數越來越多，分辨本領越來越大。通過微光學機械電子技術的集成工藝，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成功，在很多方面代替了傳統的真空光電器件。隨著光信息技術的需求，探測器頻率響應不斷被提高。
《光電子器件（第2版）》著重講授光電子探測與成像器件的基礎理論和基本知識。主要內容有：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2版）》適合電子科學與技術、光電子技術、物理電子學等專業本科生作為教材使用，也可供 相近專業的研究生閱讀，同時可供從事光電子器件研究和從事光電子技術的技術人員參考。
第1 章光電導探測器 1
1.1光電子器件的基本特性 1
1.1.1光譜響應率和響應率 1
1.1.2最小可探測輻射功率和探測率 4
1.1.3光吸收係數 6
1.2光電導探測器原理 8
1.2.1光電導效應 8
1.2.2光電導電流 10
1.2.3光電導增益 11
1.2.4光電導靈敏度 12
1.2.5光電導惰性和響應時間 12
1.2.6光電導的光譜響應特性 14
1.2.7電壓響應率 16
1.2.8探測率D*姿 18
1.3光敏電阻 19
1.3.1光敏電阻的結構 20
1.3.2光敏電阻的特性 20
第2 章結型光電探測器 25
2.1光生伏特效應 25
2.1.1PN 結 25
2.1.2PN 結電壓電流公式 27
2.1.3PN 結光生伏特效應 29
2.1.4光照平行結的定態情況 30
2.1.5光照垂直於PN 結的定態情況 32
2.1.6光照垂直於NP 結的定態情況 34
2.2光電池 36
2.2.1光電池的結構 36
2.2.2光電池的電流與電壓 37
2.2.3光電池的主要特性 38
2.3光電二極體 41
2.3.1PN 結型光電二極體 42
2.3.2PIN 型光電二極體 46
2.3.3雪崩型光電二極體(APD) 48
2.4光電三極體 51
2.4.1光電三極體結構和工作原理 51
2.4.2光電三極體的主要性能參數 52
第3 章光電陰極與光電倍增管 54
3.1光電發射過程 54
3.1.1外光電效應 54
3.1.2金屬的光譜響應 55
3.1.3半導體光電發射過程 55
3.1.4實用光電陰極 58
3.2負電子親和勢光電陰極 60
3.2.1負電子親和勢光電陰極的原理 60
3.2.2NEA 光電陰極中的電子傳輸過程 62
3.2.3NEA 陰極的量子產額 62
3.2.4負電子親和勢陰極的工藝及結構 66
3.3真空光電管 67
3.3.1真空光電管工作原理 68
3.3.2真空光電管的主要特性 68
3.4光電倍增管 70
3.4.1光電倍增管結構和工作原理 71
3.4.2光電倍增管主要特性和參數 74
3.4.3光電倍增管的供電電路 80
第4 章微光像增強器 83
4.1像管的基本原理和結構 83
4.1.1光電陰極 84
4.1.2電子光學系統 84
4.1.3熒光屏 88
4.1.4光學纖維面板 89
4.2像管主要特性分析 90
4.2.1像管的光譜響應特性 90
4.2.2像管的增益特性 94
4.2.3像管的光傳遞特性 96
4.2.4像管的背景特性 97
4.2.5像管的傳像特性 98
4.2.6像管的時間響應特性 99
4.2.7空間分辨特性 99
4.3紅外變像管 106
4.3.1玻璃管型的紅外變像管 106
4.3.2金屬型紅外變像管 107
4.4第一代微光像增強器 108
4.5微通道板 110
4.5.1通道電子倍增器 110
4.5.2微通道板的增益特性 111
4.5.3電流傳遞特性 112
4.5.4微通道板的雜訊 113
4.5.5微通道板的雜訊因子 114
4.6第二代微光像增強器 115
4.6.1近貼式MCP 像增強器 115
4.6.2靜電聚焦式MCP 像增強器 116
4.6.3第二代微光像增強器的優點 117
4.6.4第二代微光像增強器的缺點 117
4.7第三代微光像增強器 118
4.8第四代微光像增強器 120
第5 章攝像管 123
5.1攝像管的工作方式 123
5.2攝像管的性能指標與評定 124
5.2.1攝像管的靈敏度 124
5.2.2攝像管的光電轉換 125
5.2.3攝像管的解析度 127
5.2.4攝像管的惰性 130
5.2.5攝像管的灰度 131
5.3氧化鉛光電導視像管 131
5.3.1氧化鉛靶結構 131
5.3.2視像管的結構 132
5.3.3視像管的工作原理 133
5.3.4氧化鉛視像管特性 135
第6 章CCD 和CMOS 成像器件 137
6.1電荷耦合器件的基本原理 137
6.1.1MOS 結構特徵 137
6.1.2CCD 的勢阱深度和存儲電荷能力 139
6.1.3電荷耦合原理 141
6.1.4電荷耦合的機理 141
6.2電荷耦合器件基本結構 144
6.2.1轉移電極結構 144
6.2.2轉移通道結構 145
6.2.3通道的橫向限制 147
6.2.4輸入結構 148
6.2.5輸出結構 149
6.3CCD 的主要特性 150
6.4電荷耦合成像器件 154
6.4.1線陣電荷耦合成像器件 154
6.4.2面陣電荷耦合成像器件(ACCID) 155
6.4.3兩種面型結構成像器件的比較 158
6.4.4掃描方式與讀出轉移動作 159
6.5彩色CCD 成像器件 162
6.5.1補色濾光片結構 162
6.5.2Bayer 濾光片結構 166
6.6CMOS 型成像器件的像素構造 167
6.6.1PN 結光電二極體方式 167
6.6.2MOS 光電門方式 169
6.6.3掩埋型光電二極體方式 170
6.7CMOS 成像器件的彩色像素 172
6.8CMOS 與CCD 圖像器件的比較 174
第7 章致冷型紅外成像器件 180
7.1SPRITE 紅外探測器 180
7.1.1碲鎘汞的性質 180
7.1.2SPRITE 探測器的工作原理與結構 181
7.1.3SPRITE 探測器的響應率 184
7.2紅外焦平面陣列的結構和工作原理 187
7.2.1紅外探測的原理 187
7.2.2紅外焦平面陣列特點 188
7.2.3紅外焦平面陣列的材料 188
7.2.4混合式IRFPA 之倒裝式結構 189
7.2.5混合式IRFPA 之Z 平面結構 190
7.2.6單片式陣列之PtSi肖特基勢壘IRFPA 191
7.2.7單片式陣列之異質結探測元IRFPA 195
7.2.8單片式陣列之MIS 像元IRFPA 195
7.2.9准單片式陣列結構 196
7.3IRFPA 的性能參數 196
7.3.1光伏型紅外探測器的電壓響應率 197
7.3.2光伏型紅外探測器的雜訊和探測率 200
7.3.3光子探測器的背景輻射限制 201
7.3.4IRFPA 的其他特性簡述 205
7.4紅外成像器件與材料的製備 207
7.4.1材料製備技術 207
7.4.2襯底的選擇與製備 209
7.4.3PN 結的製作 210
第8 章微測輻射熱計紅外成像器件 212
8.1熱探測器的基本原理 212
8.1.1熱探測器的基本原理 212
8.1.2熱探測器的溫度雜訊限制 214
8.2微測輻射熱計的工作原理 215
8.2.1微測輻射熱計的工作模式 215
8.2.2微測輻射熱計的工作原理 217
8.3微測輻射熱計的結構 219
8.4微測輻射熱計的響應率 223
8.4.1微測輻射熱計熱平衡方程 223
8.4.2無偏置的熱平衡方程的解 224
8.4.3加偏置的熱平衡 225
8.4.4V—I 曲線的計算 226
8.4.5負載線 227
8.4.6帶偏置的微輻射計的低頻雜訊 229
8.4.7微輻射計性能的數值計算 230
8.5微測輻射熱計的雜訊 233
8.5.1輻射計的電阻雜訊 233
8.5.2偏置電阻的雜訊 235
8.5.3熱傳導引起的溫度雜訊 236
8.5.4輻射雜訊 236
8.5.5整個電雜訊 237
8.5.6前置放大器雜訊 239
8.6微輻射計信噪比 239
8.6.1雜訊等效功率(NEP) 239
8.6.2雜訊等效溫差(NETD) 240
8.6.3探測率 240
8.6.4與理想輻射計相比較 241
8.6.5Johnson 雜訊近似 242
第9 章熱釋電探測器和成像器件 243
9.1熱釋電探測器的基本原理 243
9.1.1熱釋電效應 243
9.1.2熱釋電探測器特性分析 245
9.2熱釋電材料和探測器 249
9.2.1熱釋電材料 249
9.2.2熱釋電探測器的結構形式 251
9.2.3熱釋電探測器的特點 252
9.3混合型熱釋電成像器件的設計 253
9.3.1熱隔離以提高溫度響應 253
9.3.2像素間熱隔離以改進MTF 254
9.3.3斬波器的結構 254
9.4單片熱釋電成像器件 255
9.4.1熱釋電薄膜材料 256
9.4.2隔離結構 256
9.4.3微機械加工感測器的製作流程設計 256
9.4.4熱釋電成像器件的集成電路 258
第10 章紫外探測與成像器件 261
10.1紫外光的特性 261
10.1.1紫外光波段的劃分 261
10.1.2大氣對紫外光的吸收 262
10.1.3紫外輻射源 263
10.2紫外成像器件概述 264
10.3紫外像增強器 265
10.4GaN 的性質 268
10.5GaN 和GaAlN 材料的生長技術 270
10.5.1分子束外延 270
10.5.2有機金屬化學氣相沉積 271
10.6器件的製作 273
10.7紫外成像器件的基本結構 274
10.7.1PIN 結構紫外探測器 275
10.7.2金屬/ (Al)GaN 肖特基勢壘結構 277
10.7.3ITO/ N - GaN 肖特基勢壘結構 277
10.7.4金屬—半導體—金屬(MSM)紫外探測器 278
第11 章X 射線探測與成像器件 281
11.1X 射線的特性 281
11.1.1X 射線的產生 281
11.1.2X 射線透過和吸收特性 282
11.1.3X 射線量的表徵 283
11.2X 射線探測與成像器件的分類 284
11.2.1X 射線成像器件的分類 284
11.2.2X 射線計算機斷層掃描技術 287
11.3X 射線成像器件系統的性能指標 287
11.4CsI/ MCP 反射式X 射線光電陰極 289
11.4.1反射式X 光陰極的物理過程 290
11.4.2反射式X 光陰極的量子效率 291
11.5窗材料/ 陰極透射式X 光陰極 293
11.5.1窗材料/ 陰極透射式X 光陰極物理過程 293
11.5.2窗材料/ 陰極透射式X 光陰極的量子效率 293
11.6X 射線像增強器 294
11.6.1X 射線像增強器的基本結構 294
11.6.2近貼型X 射線像增強器 295
11.7X 射線影像光電二極體陣列成像器件 295
11.8直接數字X 射線影像器件 296
11.8.1光電導體X 射線的吸收 296
11.8.2電子—空穴對產生能 297
11.8.3電荷傳輸和移動距離 297
11.8.4X 射線光電導體材料 298
11.8.5非晶Se 的性質 299
11.8.6樣品製備 304
11.8.7動態成像的直接轉換探測器的結構 305
11.8.8 動態成像的直接轉換探測器的工作原理 306
11.8.9直接轉換成像器件的分辨本領 307
11.8.10動態成像的直接轉換探測器的靈敏度 308
參考文獻 310
光電子器件
作者：汪貴華
出版社：國防工業出版社
出版時間： 2009年01月
ISBN: 9787118060355
開本： 16開
定價: 32.00 元
《光電子器件》著重講授光電子探測與成像器件的基礎理論和基本知識。主要內容有：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》適合電子科學與技術、光電子技術、物理電子學等專業本科生作為教材使用，也可供相近專業的研究生閱讀，同時可供從事光電子器件研究和從事光電子技術的技術人員參考。
第1章 光電導探測器
第2章 結型光電探測器
第3章 光電陰極與光電倍增管
第4章 微光像增強器
第5章 攝像管
第6章 CCD和COMS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
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