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汪贵华 著

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• 光电子学
• 半导体器件
• 光电器件
• 光电子技术
• 物理学
• 电子工程
• 材料科学
• 光学
• 通信
• 传感器

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118060355

版次：1

商品编码：10359428

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-01-01

用纸：胶版纸

页数：284

字数：454000

正文语种：中文

内容简介

半导体光电探测器、光电倍增管、微光像增强器、真空摄像管、CCD和CMOS成像器件、致冷和非致冷红外成像器件、紫外成像器件、X射线成像器件。
《光电子器件》适合电子科学与技术、光电子技术、物理电子学等专业本科生作为教材使用，也可供相近专业的研究生阅读，同时可供从事光电子器件研究和从事光电子技术的技术人员参考。

目录

第1章 光电导探测器
1.1 光电子器件的基本特性
1.1.1 光谱响应率和响应率
1.1.2 最小可探测辐射功率和探测率
1.1.3 光吸收系数

1.2 光电导探测器原理
1.2.1 光电导效应
1.2.2 光电导电流
1.2.3 光电导增益
1.2.4 光电导灵敏度
1.2.5 光电导惰性和响应时间
1.2.6 光电导的光谱响应特性
1.2.7 电压响应率
1.2.8 探测率D

1.3 光敏电阻
1.3.1 光敏电阻的结构
1.3.2 光敏电阻的特性

第2章 结型光电探测器
2.1 光生伏特效应
2.1.1 PN结
2.1.2 PN结光生伏特效应

2.2 光电池
2.2.1 光电池的结构
2.2.2 光电池的电流与电压
2.2.3 光电池的主要特性

2.3 光电二极管
2.3.1 PN结型光电二极管
2.3.2 PIN型光电二极管
2.3.3 雪崩型光电二极管（APD）

2.4 光电三极管
2.4.1 光电三极管结构和工作原理
2.4.2 光电三极管的主要性能参数

第3章 光电阴极与光电倍增管
3.1 光电发射过程
3.1.1 外光电效应
3.1.2 金属的光谱响应
3.1.3 半导体光电发射过程
3.1.4 实用光电阴极

3.2 负电子亲和势光电阴极
3.2.1 负电子亲和势光电阴极的原理
3.2.2 NEA光电阴极中的电子传输过程
3.2.3 NEA阴极的量子产额
3.2.4 负电子亲和势阴极的工艺及结构

3.3 真空光电管
3.3.1 真空光电管工作原理
3.3.2 真空光电管的主要特性

3.4 光电倍增管
3.4.1 光电倍增管结构和工作原理
3.4.2 光电倍增管主要特性和参数
3.4.3 光电倍增管的供电电路

第4章 微光像增强器
4.1 像管的基本原理和结构
4.1.1 光电阴极
4.1.2 电子光学系统
4.1.3 荧光屏
4.1.4 光学纤维面板

4.2 像管主要特性分析
4.2.1 像管的光谱响应特性
4.2.2 像管的增益特性
4.2.3 像管的光传递特性
4.2.4 像管的背景特性
4.2.5 像管的传像特性
4.2.6 像管的时间响应特性
4.2.7 空间分辨特性

4.3 红外变像管
4.3.1 玻璃管型的红外变像管
4.3.2 金属型红外变像管
4.4 第一代微光像增强器

4.5 微通道板
4.5.1 通道电子倍增器
4.5.2 微通道板的增益特性
4.5.3 电流传递特性
4.5.4 微通道板的噪声
4.5.5 微通道板的噪声因子

4.6 第二代微光像增强器
4.6.1 近贴式MCP像增强器
4.6.2 静电聚焦式MCP像增强器
4.6.3 第二代微光像增强器的优点
4.6.4 第二代微光像增强器的缺点
4.7 第三代微光像增强器
4.8 第四代微光像增强器

第5章 摄像管
5.1 摄像管的工作方式
5.2 摄像管的性能指标与评定
5.2.1 摄像管的灵敏度
5.2.2 摄像管的光电转换
5.2.3 摄像管的分辨率
5.2.4 摄像管的惰性
5.2.5 摄像管的灰度

5.3 氧化铅光电导视像管
5.3.1 氧化铅靶结构
5.3.2 视像管的结构
5.3.3 视像管的工作原理
5.3.4 氧化铅视像管特性

第6章 CCD和COMS成像器件
6.1 电荷耦合器件的基本原理
6.1.1 MOS结构特征
6.1.2 CCD势阱深度和存储电荷能力
6.1.3 电荷耦合原理

6.2 电荷耦合器件基本结构
6.2.1 转移电极结构
6.2.2 转移信道结构
6.2.3 通道的横向限制
6.2.4 输入结构
6.2.5 输出结构
6.3 CCD的主要特性

6.4 电荷耦合成像器件
6.4.1 线阵电荷耦合成像器件
6.4.2 面阵电荷耦合成像器件（ACCID）
6.4.3 两种面型结构成像器件的比较
6.4.4 扫描方式与读出转移动作

6.5 彩色CCD成像器件
6.5.1 彩色摄像器件
6.5.2 数码相机

6.6 CMOS型成像器件的像素构造
6.6.1 PN结光电二极管方式
6.6.2 光电门+FD方式
6.6.3 掩埋型光电二极管+FD方式
6.7 cMOS成像器件的彩色像素
6.8 CM（）S与CCD图像器件的比较

第7章 致冷型红外成像器件
7.1 SPRITE红外探测器
7.1.1 碲镉汞的性质
7.1.2 SPRITE探测器的工作原理与结构
7.1.3 SPRITE探测器的响应率

7.2 红外焦平面阵列的结构和工作原理
7.2.1 红外探测的原理
7.2.2 红外焦平面阵列特点
7.2.3 红外焦平面阵列的材料
7.2.4 混合式IRFPA之倒装式结构
7.2.5 混合式IRFPA之Z平面结构
7.2.6 单片式阵列之PtSi肖特基势垒IR.FPA
7.2.7 单片式阵列之异质结探测元IRFPA
7.2.8 单片式阵列之MIS像元IRFPA
7.2.9 准单片式阵列结构

7.3.IRFPA的性能参数1
7.3.1 光伏型红外探测器的电压响应率1
7.3.2 光伏型红外探测器的噪声和探测率
7.3.3 光子探测器的背景辐射限制
7.3.4 IRFPA的其他特性简述

7.4 红外成像器件与材料的制备
7.4.1 材料制备技术
7.4.2 衬底的选择与制备
7.4.3 PN结的制作

第8章 微测辐射热计红外成像器件
8.1 热探测器的基本原理
8.1.1 热探测器的基本原理
8.1.2 热探测器的温度噪声限制

8.2 微测辐射热计的工作原理
8.2.1 微测辐射热计的工作模式
8.2.2 微测辐射热计的工作原理
8.3 微测辐射热计的结构

8.4 微测辐射热计的响应率
8.4.1 微测辐射热计热平衡方程
8.4.2 无偏置的热平衡方程的解
8.4.3 加偏置的热平衡
8.4.4 V—I曲线的计算
8.4.5 负载线
8.4.6 带偏置的微辐射计的低频噪声
8.4.7 微辐射计性能的数值计算

8.5 微测辐射热计的噪声
8.5.1 辐射计的电阻噪声
8.5.2 偏置电阻的噪声
8.5.3 热传导引起的温度噪声
8.5.4 辐射噪声
8.5.5 整个电噪声
8.5.6 前置放大器噪声

8.6 微辐射计信噪比
8.6.1 噪声等效功率（NEP）
8.6.2 噪声等效温差（NETD）
8.6.3 探测率
8.6.4 与理想辐射计相比较
8.6.5 J0hnson噪声近似

第9章 热释电探测器和成像器件
9.1 热释电探测器的基本原理
9.1.1 热释电效应
9.1.2 热释电探测器特性分析

9.2 热释电材料和探测器
9.2.1 热释电材料
9.2.2 热释电探测器的结构形式
9.2.3 热释电探测器的特点

9.3 混合型热释电成像器件的设计
9.3.1 热隔离以提高温度响应
9.3.2 像素间热隔离以改进MTF
9.3.3 斩波器的结构

9.4 单片热释电成像器件
9.4.1 热释电薄膜材料
9.4.2 隔离结构
9.4.3 微机械加工传感器的制作流程设计
9.4.4 热释电成像器件的集成电路

第10章 紫外探测与成像器件
10.1 紫外光的特性
10.1.1 紫外光波段的划分
10.1.2 大气对紫外光的吸收
10.1.3 紫外辐射源
10.2 紫外成像器件概述
10.3 紫外像增强器
10.4 GaN的性质

10.5 GaN和GaAIN材料的生长技术
10.5.1 分子束外延
10.5.2 有机金属化学气相沉积
10.6 器件的制作

10.7 紫外成像器件的基本结构
10.7.1 PIN结构紫外探测器
10.7.2 金属／（A1）GaN肖特基势垒结构
10.7.3 ITO／N—GaN肖特基势垒结构
10.7.4 金属一半导体一金属（MSM）紫外探测器

第11章 X射线探测与成像器件
11.1 X射线的特性
11.1.1 X射线的产生
11.1.2 X射线透过和吸收特性
11.1.3 X射线量的表征

11.2 x射线探测与成像器件的分类
11.2.1 X射线成像器件的分类
11.2.2 X射线计算机断层扫描技术
11.3 x射线成像器件系统的性能指标

11.4 CSI／MCP反射式x射线光电阴极
11.4.1 反射式X光阴极的物理过程
11.4.2 反射式X光阴极的量子效率

11.5 窗材料／阴极透射式X光阴极
11.5.1 窗材料／阴极透射式X光阴极物理过程
11.5.2 窗材料／阴极透射式X光阴极的量子效率

11.6 x射线像增强器
11.6.1 X射线像增强器的基本结构
11.6.2 近贴型X射线像增强器
11.7 x射线影像光电二极管阵列成像器件

11.8 直接数字x射线影像器件
11.8.1 动态成像的直接转换探测器的结构
11.8.2 动态成像的直接转换探测器的工作原理
11.8.3 直接转换成像器件的分辨本领
11.8.4 动态成像的直接转换探测器的灵敏度
参考文献

前言/序言

　　光电子器件是光电子技术的关键和核心部件，是现代光电技术与微电子技术的前沿研究领域，是信息技术的重要组成部分。光电子器件的范围很广，本书将主要讲授光电子探测器件和光电子成像器件。目前，光电子器件发展十分迅猛，不断采用新技术、利用新材料、研究新原理、开发新产品，各种新型器件不断涌现、器件性能不断提高。从可见光探测向微光、红外、紫外、x射线探测的器件，其探测范围从R射线至远红外甚至到亚毫米波段的广阔的光谱区域，其探测元从点探测到多点探测至两维成像器件，像元数越来越多，分辨本领越来越大。通过微光学机械电子技术的集成工艺，光电子器件的体积越来越小，集成度越来越高，各种新型固体成像器件不断被开发成功，在很多方面代替了传统的真空光电器件。随着光信息技术的需求，探测器频率响应不断被提高。本书从光电转换原理人手，详细地分析了光电探测器和光电成像器件的原理、结构、特性、应用。
　　光电子器件应用范围十分广阔，如家用摄像机、手机相机、夜视眼镜、微光摄像机、光电瞄具、红外探测、红外制导、红外遥感、指纹探测、导弹探测、医学检测和透视等，从军用产品扩展到民用产品，其使用领域难以胜数。
　　学习了本课程将较大地提高读者的理论知识和基础知识，使读者能系统全面地掌握光电探测与成像技术的精髓，提高专业水平和专业能力。本课程经过十多年的课程建设，书稿也在学校使用了多年，经多次修改才得以正式出版。希望通过本书能激励读者更好地扩展研究和学习光电技术新领域，更好地适应现代科技的发展以及社会对专业人才的需求。

《光电子器件》是一本深入探讨光与电子相互作用及其在现代科技中应用的学术专著。本书旨在为读者提供一个全面而系统的知识框架，理解从基础的半导体物理原理到复杂的光电器件设计、制造与性能表征的完整链条。 第一部分：光电子学基础 本书首先从光电子学的基本概念入手，详细阐述了光的本质、传播特性以及与物质相互作用的基本规律。我们将深入介绍电磁波理论，特别是可见光、紫外光和红外光等不同波段的电磁辐射特性。在此基础上，本书将详细讲解半导体材料的光学特性，包括吸收、发射、透射和反射等过程。读者将学习到诸如能带理论、激子、光生载流子产生与复合等关键概念，并理解这些微观物理过程如何影响宏观的光学性能。 接着，本书会详细介绍不同类型的半导体材料，如硅（Si）、砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、氮化镓（GaN）及其合金等，并分析它们在光电子器件应用中的优劣势。材料的晶体结构、电子迁移率、带隙宽度、载流子寿命以及光学增益等重要参数将得到深入的讨论。此外，本书还将介绍半导体掺杂技术及其对材料电学和光学性质的调控作用，为理解器件的工作原理奠定基础。 第二部分：关键光电器件原理与设计 本书的核心内容围绕各类关键光电器件的原理、设计与制造工艺展开。 光探测器： 我们将详细介绍各种光探测器的类型，包括光电二极管（PIN、雪崩光电二极管APD）、光电导探测器、光电倍增管（PMT）和焦平面阵列（FPA）等。对于每一种器件，本书都将深入解析其工作原理，例如光电流的产生机制、探测效率、响应时间、噪声分析（散粒噪声、热噪声、暗电流噪声等）以及探测率（D）等关键性能指标。本书还将讨论不同材料和结构在优化探测器性能方面的作用，以及如何根据具体应用场景（如通信、成像、传感）选择合适的探测器。 发光器件（LED与激光器）： 发光二极管（LED）部分将详细讲解其发光原理，包括辐射复合机制、载流流注入、电注入发光以及不同结构的LED（如表面发射型、边发射型、外延层结构）。本书将深入分析LED的效率（内量子效率、外量子效率）、光谱特性、亮度、色温等参数，并介绍驱动电路的设计。 半导体激光器： 激光器部分将从基础理论出发，深入讲解激光的产生机制，包括受激发射、粒子数反转、光腔谐振等。我们将详细介绍不同类型的半导体激光器，如阈值电流、输出功率、光谱宽度、相干长度、光束质量等关键参数。本书还会重点介绍量子阱激光器（QW-LD）、量子点激光器（QD-LD）等现代激光器技术，以及它们在光通信、数据存储、医疗美容等领域的应用。 光调制器： 光调制器是将电信号转换为光信号或改变光信号参数的关键器件。本书将详细介绍电光调制器、声光调制器、磁光调制器等。重点将放在电光调制器，深入分析其基于Pockels效应和Kerr效应的工作原理，以及不同材料（如铌酸锂LiNbO3）和结构（如Mach-Zehnder调制器、电吸收调制器EAM）的设计。本书还将讨论调制带宽、插入损耗、消光比、驱动电压等关键性能参数，并探讨其在光通信系统中的应用。 光放大器： 在光信号传输过程中，为了克服损耗，需要使用光放大器。本书将详细介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括增益机制、噪声特性、饱和效应以及设计考虑。同时，我们还将介绍半导体光放大器（SOA）的原理、结构和性能。 光电集成与片上系统： 随着技术的发展，光电器件与电子器件的集成越来越重要。本书将介绍光电集成（Photonic Integrated Circuits, PICs）的基本概念，以及如何将多个光电器件（如激光器、调制器、探测器）集成在同一芯片上。我们将讨论PICs的设计、制造工艺以及其在高速通信、数据中心、计算等领域的应用前景。 第三部分：光电器件的制造与测试 本书的第三部分将聚焦于光电器件的制造工艺和性能测试方法。 半导体器件制造工艺： 将详细介绍半导体器件制造中的关键工艺，包括外延生长（MOCVD, MBE）、光刻、刻蚀、薄膜沉积、掺杂、键合以及封装等。本书将强调不同工艺对器件性能的影响，并介绍先进的制造技术，如纳米压印、原子层沉积（ALD）等。 器件性能测试与表征： 详细介绍光电器件的各种测试方法和仪器，包括光谱分析仪、光功率计、示波器、矢量网络分析仪（VNA）、眼图测试仪等。我们将讨论如何准确测量器件的光学参数（如波长、功率、效率）、电学参数（如 I-V 特性、C-V 特性）以及动态性能（如调制带宽、响应时间）。 第四部分：光电子器件的应用 本书的最后部分将概述光电子器件在各个领域的广泛应用。 光通信： 详细介绍光电子器件在光纤通信系统中的作用，包括光收发模块、光传输系统、光网络单元（ONU）等。 光电显示： 讨论LED、OLED在显示技术中的应用，以及微显示器等。 信息存储： 介绍激光器在光盘存储（CD, DVD, Blu-ray）中的应用，以及未来光存储技术的可能发展。 传感与计量： 探讨光电探测器在各种传感器（如环境监测、工业自动化、医疗诊断）中的应用，以及激光测距、激光雷达（LiDAR）等技术。 生物医学： 介绍光电子器件在生物成像、光谱分析、光动力疗法等生物医学领域的应用。 工业与军事： 阐述光电子器件在激光加工、夜视、目标识别、导航等工业和军事领域的应用。 本书的写作风格将严谨而不失可读性，通过丰富的图示、实例和数学模型，帮助读者深入理解光电子器件的奥秘。本书适合从事光电子科学与技术、微电子学、通信工程、物理学等相关专业的研究生、高年级本科生以及科研人员阅读。同时，对于对光电技术感兴趣的工程师和技术爱好者，本书也将提供宝贵的参考和启迪。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目是《光电子器件》，但读起来却让我仿佛置身于一个充满奇思妙想的奇幻世界。作者的叙述方式非常独特，他用诗意的语言构建了一个个超乎想象的场景。我被带入了一个由魔法和科技交织的国度，那里有会飞翔的城堡，有能够与动物沟通的少年，还有古老的预言和隐藏的宝藏。我跟随主角踏上了一段惊心动魄的冒险之旅，经历了无数的考验和挑战。书中对各种奇幻生物的描绘栩栩如生，无论是凶猛的巨龙，还是狡猾的精灵，都让我仿佛亲眼所见。我被书中跌宕起伏的剧情深深吸引，每一章都充满了悬念，让我迫不及待地想知道接下来会发生什么。作者还融入了许多关于勇气、友情和牺牲的主题，让这个奇幻故事充满了人性的光辉。我尤其喜欢书中对主角内心成长的描写，他从一个平凡少年逐渐成长为一名伟大的英雄，这个过程充满了艰辛，但也充满了希望。读完这本书，我感觉自己的想象力得到了极大的释放，仿佛回到了童年那个充满幻想的年代。它不仅仅是一个故事，更是一种对美好品质的颂扬，一种对未知世界的热切向往。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《光电子器件》，但读起来却让我感觉像是在阅读一本关于烹饪的美食杂志。作者是一位对食物充满热情的美食家，他用生动形象的文字，将各种食材和烹饪技巧描绘得淋漓尽致。我跟着他的脚步，穿越了不同的地域，品尝了各地的特色美食。从法国的精致法餐，到意大利的浓郁意面，再到中国的八大菜系，每一道菜肴都仿佛在我眼前散发着诱人的香气。作者不仅仅是提供菜谱，他更注重讲解食材的来源、处理方法以及不同风味的搭配原理。我学会了如何挑选最新鲜的食材，如何运用不同的调味料来提升菜肴的层次感，以及如何通过烹饪来表达对家人的爱。书中对一些经典菜肴的由来和历史的介绍，也让我对食物有了更深的文化理解。我尤其喜欢他对一些简单食材的神奇变化，比如如何将普通的蔬菜变成一道道令人惊艳的佳肴，这让我觉得烹饪是一门充满创造力的艺术。读完这本书，我感觉自己的味蕾得到了极大的满足，也燃起了我尝试各种烹饪的兴趣。它不仅仅是一本食谱，更是一种对生活的热爱和对美食的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

最近读了一本关于古代文明的书，实在让我大开眼界。这本书的标题是《光电子器件》，但这完全不影响它在历史领域的精彩表现。作者像一位考古学家，一点点地挖掘出那些被时间尘封的秘密。他带领我穿越回古埃及，亲眼目睹了金字塔的宏伟建造过程，以及那些神秘的象形文字所承载的故事。我仿佛听到了尼罗河畔的古老歌谣，感受到了法老们至高无上的权力。接着，我又被带到了古希腊，与苏格拉底、柏拉图等哲人一同探讨人生的意义，感受着西方文明思想的源泉。书中对雅典民主的细致描绘，让我对那个时代的政治体制有了更深刻的理解。然后，我们又来到了神秘的玛雅文明，那些精密的历法和令人费解的文字，都让我想象着那是一个怎样璀璨而又离奇的文明。作者没有止步于叙述，他深入分析了各个文明的兴衰原因，探讨了文化交流和冲突对人类历史进程的影响。我尤其喜欢他对不同文明之间相互借鉴和影响的分析，比如丝绸之路上的文化碰撞，这让我意识到，人类的历史从来都不是孤立发展的，而是相互交织、彼此塑造的。读完这本书，我感觉自己仿佛经历了一场穿越时空的盛宴，对人类文明的演变有了更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题是《光电子器件》，但这本书的内容给我的感觉，更像是一场关于宇宙奥秘的奇妙旅程。刚翻开第一页，我就被作者描绘的星云震撼了，那些如同泼墨般晕染开来的色彩，仿佛宇宙正在进行一场盛大的艺术表演。我看到了无数颗恒星在其中孕育、燃烧，然后又化为尘埃，重新回归混沌。作者用极其生动的语言，将那些遥不可及的星系描绘得触手可及，仿佛我正乘坐着一艘宇宙飞船，穿梭在光年之外。我惊讶于他对宇宙膨胀理论的解读，那不是枯燥的公式，而是如同涟漪般扩散开来的时空泡沫，将每一个星系都卷入其中。我还沉浸在黑洞的神秘世界里，那如同宇宙巨兽的吞噬者，将一切物质和光线都吸入其不可知的深渊。书中对暗物质和暗能量的探讨，更是让我脑洞大开，原来我们所见的宇宙，只是冰山一角，还有无数未知的力量在暗中操控着一切。作者的想象力是如此的丰富，他将科学理论与哲学思考巧妙地融合在一起，让我不禁开始思考人类在浩瀚宇宙中的渺小与伟大。整本书读下来，我感觉自己的视野被极大地拓宽了，对宇宙的敬畏之心油然而生，也对人类探索未知的勇气充满了钦佩。这本书绝对不是一本简单的科普读物，它更像是一本启迪心灵的哲学散文，引人深思，回味无穷。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面写着《光电子器件》，但内容却完全是一本关于音乐欣赏的指南。作者是一位极其出色的音乐评论家，他以一种非常个人化和感性的方式，带领我探索了古典音乐的广阔天地。我从来没有想到，那些看似遥远和高雅的古典乐，可以被如此生动有趣地解读。书中对巴洛克时期、古典时期、浪漫时期以及近现代音乐的介绍，都充满了独到的见解。他不仅仅是列举作曲家和作品，而是深入剖析了每一首乐曲的情感内涵、创作背景以及对后世的影响。我仿佛听到了巴赫赋格曲的严谨与神圣，贝多芬交响曲的激昂与悲怆，肖邦钢琴曲的细腻与忧伤，德彪西的印象派音乐所描绘的朦胧画卷。作者的语言极富感染力，他用文字将声音具象化，让我即使闭上眼睛，也能感受到音乐的旋律在脑海中回荡。我特别喜欢他对指挥家和演奏家们风格差异的分析，这让我意识到，同一部作品，在不同的演绎下，会呈现出完全不同的魅力。这本书让我对音乐有了全新的认识，不再是冰冷的音符堆砌，而是饱含情感、思想和生命的艺术。

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半导体探测器部分内容再深一些就更好了

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我们学校的教材，必须不错

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基本涵盖了所有的光电探测器

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