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张建奇 著

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出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560640747

商品编码：29489529776

包装：平装

出版时间：2016-08-01

基本信息

书名：红外探测器

定价：63.00元

作者：张建奇

出版社：西安电子科技大学出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787560640747

字数：

页码：462

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《红外探测器》系统地论述了各种红外探测器的工作原理、性能参数，并对典型红外探测器的研究水平、性能指标等进行了详细的描述。同时，还对一些新型红外探测器进行了介绍。《红外探测器》叙述由浅人深、循序渐进；内容全面、系统，重点突出。《红外探测器》可作为电子科学与技术、光学工程、光电信息科学与工程等专业的本科高年级学生及研究生的专业教材，也可供红外技术、红外与光电系统等相关专业的科技工作者参考使用。

目录

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章 绪论
1．1 红外探测器的分类
1．1．1 热探测器
1．1．2 光子探测器
1．1．3 辐射场探测器
1．1．4 热探测器与光子探测器的比较
1．2 红外探测器性能参数
1．2．1 主要工作条件
1．2．2 主要性能参数
1．2．3 多元及焦平面探测器品质参数
1．3 噪声源
1．3．1 探测器噪声
1．3．2 背景辐射光子噪声
1．3．3 放大器噪声
1．4 红外光学材料与红外探测器制冷器
1．4．1 红外光学材料
1．4．2 红外探测器制冷器
1．5 红外探测器的发展简史
1．5．1 早期热探测器的发展
1．5．2 早期光子探测器的发展
1．5．3 现代红外探测器的发展
参考文献

第2章 热探测器基本理论
2．1 热探测器的工作原理
2．1．1 基本工作模式
2．1．2 基本工作原理
2．2 热辐射探测器的噪声
2．3 热探测器的比探测率
2．4 噪声等效温差
参考文献

第3章 测辐射热电偶和热电堆
3．1 热电偶的基本工作原理
3．1．1 温差电效应
3．1．2 测辐射热电偶
3．2 热电材料
3．2．1 材料品质因子Z
3．2．2 典型热电材料”
3．3 典型测辐射热电堆红外探测器
3．3．1 薄膜型热电堆探测器”
3．3．2 微机械热电堆探测器”
参考文献 ”

第4章 测辐射热计
4．1 热敏电阻
4．2 测辐射热计的工作原理”
4．2．1 零偏置条件
4．2．2 直流偏置条件
4．2．3 脉冲偏置条件
4．3 测辐射热计的性能分析
4．3．1 响应度
4．3．2 噪声分析
4．4 典型测辐射热计
4．4．1 金属测辐射热计
4．4．2 半导体测辐射热计
4．4．3 微机械室温泗辐射热计
4．4．4 复合测辐射热计
4．4．5 超导测辐射热计
参考文献

第5章 热释电探测器
5．1 热释电体和铁电体
5．1．1 热释电效应
5．1．2 铁电效应
5．1．3 热释电材料的基本参数
5．1．4 铁电材料用于红外探测的两种工作模式
5．2 热释电探测器的工作原理
5．2．1 热释电探测器的响应度
5．2．2 热释电探测器的噪声
5．2．3 噪声等效功率和比探测率
5．2．4 外部环境影响及补偿措施
5．3 典型热释电探测器
参考文献

第6章 其他热探测器
6．1 二极管测辐射热计
6．1．1 二极管电压温度系数
6．1．2 二极管测辐射热计的性能参数
6．2 双材料微悬臂梁热探测器
6．2．1 热力学模型
6．2．2 电读出式微悬臂梁热探测器
6．2．3 光读出式微悬臂梁探测器
6．3 微机械高莱盒红外探测器
6．3．1 高莱盒的热致形变
6．3．2 电容读出式高莱盒
6．3．3 隧道电流读出式高莱盒
参考文献

第7章 光电导探测器
7．1 半导体中的光生载流子
7．1．1 半导体中的光吸收
7．1．2 半导体中光生载流子的产生
7．1．3 非平衡载流子的复合
7．1．4 半导体中光生载流子的输运
7．2 本征光电导探测器
7．2．1 光电导探测器的响应度
7．2．2 光电导探测器的噪声和比探测率
7．2．3 影响光电导探测器性能的因素
7．2．4 典型本征光电导探测器
7．3 杂质光电导探测器
7．3．1 杂质光电导探测器的响应度
7．3．2 噪声和比探测率
7．3．3 典型非本征光电导探测器
7．4 受阻杂质带红外探测器
7．4．1 BIB器件结构
7．4．2 工作原理
参考文献

第8章 光伏探测器
8．1 PN结的基本特性
8．1．1 PN结的基本结构
8．1．2 平衡状态下的PN结
8．1．3 PN结电流一电压特性
8．1．4 PN结电容
8．2 PN结光伏探测器的工作原理
8．2．1 PN结的光生电流
8．2．2 光照下PN结的I一U特性
8．2．3 光伏探测器的响应度
8．2．4 光伏探测器的噪声
8．2．5 光伏探测器的比探测率
8．2．6 光伏探测器的及R0Ad
8．2．7 光伏探测器的响应时间
8．3 PIN光电二极管
8．3．1 PIN光电二极管的量子效率
8．3．2 PIN光电二极管的响应时间
8．4 雪崩光电二极管
8．4．1 PN结雪崩倍增效应
8．4．2 雪崩光电二极管的特性
8．5 肖特基势垒光电二极管
8．5．1 金属和半导体的接触电势差
8．5．2 金属半导体接触整流
8．5．3 肖特基势垒光电二极管工作原理
8．6 金属一绝缘体一半导体光电二极管
8．6．1 MIS结构的表面电场效应
8．6．2 MIS结构的非平衡态特性
8．6．3 MIS结构的电容
8．6．4 MIS型红外探测器工作原理
8．7 典型光伏探测器
8．7．1 InGaAs光电二极管
8．7．2 InAs、InAsSb和InSb光电二极管
8．7．3 HgCdTe光伏探测器
参考文献

第9章 光电磁探测器、磁聚集探测器和丹倍探测器
9．1 光电磁探测器
9．1．1 光电磁效应
9．1．2 PEM探测器的性能参数
9．1．3 典型PEM探测器
9．2 磁聚集探测器
9．2．1 EMCD探测器中的电流分布
9．2．2 光照下的信号电流
9．2．3 EMCD探测器的性能分析
9．3 丹倍探测器
9．3．1 丹倍电势差
9．3．2 电压响应度和比探测率
9．3．3 丹倍探测器性能分析
9．4 光子牵引探测器
参考文献

0章 天线耦合探测器
10．1 天线的基本概念
10．2 天线耦合热电偶
10．3 天线耦合测辐射热计
10．4 天线耦合金属一氧化物一金属二极管
参考文献

1章 量子结构红外探测器
11．1 低维量子结构的基本概念
11．1．1 超品格
11．1．2 量子阱
11．1．3 量子点
11．2 量子阱红外探测器
11．2．1 基本组成
11．2．2 探测机理
11．2．3 主要类型
11．2．4 性能表征
11．2．5 光伏型量子阱红外探测器
11．2．6 典型量子阱红外探测器
11．3 量子点红外探测器
11．3．1 量子点红外探测器结构
11．3．2 量子点红外探测器光电转化机理及性能参数
11．3．3 量子点红外探测器的特性优势
11．4 超品格红外探测器
11．4．1 超品格材料的特点
11．4．2 典型超品格红外探测器
11．5 多色／多波段探测器
11．5．1 基本结构及原理
11．5．2 典型多波段探测器
参考文献

2章 红外焦平面阵列
12．1 多元红外探测器与红外焦平面阵列
12．1．1 红外焦平面阵列的特点
12．1．2 红外焦平面阵列的分类
12．2 固体成像器件工作原理
12．2．1 电荷耦合器件
12．2．2 电荷耦合成像器件
12．2．3 CMOS成像器件
12．3 热探测器焦平面阵列
12．3．1 热电堆焦平面阵列
12．3．2 微测辐射热计焦平面阵列
12．3．3 热释电焦平面阵列
12．3．4 新型非制冷焦平面阵列
12．4 光子探测器焦平面阵列
12．4．1 非本征硅、锗焦平面阵列
12．4．2 肖特基势垒焦平面阵列
12．4．3 InGaAs焦平面阵列
12．4．4 InSb焦平面阵列
12．4．5 HgCdTe焦平面阵列
12．4．6 铅盐焦平面阵列
12．4．7 新型光子探测器焦平面阵列
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《光影之痕》 序言： 在静默的夜空中，星辰以其亘古不变的轨迹闪耀，它们的光芒穿越浩瀚的宇宙，抵达我们的眼眸，勾勒出宇宙最古老的故事。然而，我们所见的，仅仅是可见光所能传递的有限信息。有一种更深邃、更广阔的“光”，它潜藏在可见光谱之外，无声无息地流淌，承载着温度、能量，以及宇宙万物的生命脉搏。它，便是红外光。 《光影之痕》并非一本技术手册，也非一项严谨的学术报告。它是一次对“不可见”世界的温柔探索，一次对隐藏在物体表面之下、生命活动之中的无形印记的追寻。本书旨在以一种文学性的、富有想象力的方式，揭示红外光在自然界、在科学研究、在日常生活中的种种奇妙应用，带领读者一同窥探那个由温度、辐射与能量交织而成的隐秘维度。 第一章：温度的低语——感知无形的热量 万物皆有温度，而温度，便是红外光最直接的语言。从炽热的太阳到冰冷星辰，从温暖的身体到微小的芯片，它们都在以红外辐射的形式，向外界诉说着自己的存在。本书将从最基本的物理原理出发，浅显易懂地解释红外辐射的产生机制，以及它与温度之间的不解之缘。我们将探讨如何通过捕捉这些微弱的红外信号，来“看见”那些肉眼无法触及的热量分布。 想象一下，在伸手不见五指的黑暗中，我们的眼睛仿佛被赋予了全新的能力，能够分辨出不同物体的温度差异，洞察隐藏在夜色中的生命痕迹。这种能力并非魔法，而是基于红外探测技术的发展。从古老的红外热成像仪，到如今更精密的传感器，人类一直在努力捕捉和解读这些无形的热量信息。本书将通过生动的案例，展现这一技术在军事侦察、野生动物监测、工业设备故障诊断等领域的广泛应用。例如，在广袤的非洲草原上，红外相机如何帮助研究人员追踪濒危动物的迁徙路线，揭示它们隐藏在夜幕下的活动规律；在庞大的工业厂房里，红外热像仪如何精准地定位过热的电路板或管道，提前预警潜在的危险。 第二章：宇宙的脉搏——从星辰到生命的痕迹 红外线，是宇宙中最普遍的辐射形式之一。从宇宙大爆炸的余晖，到遥远星系的形成，再到行星表面的温度变化，红外光为我们提供了观察宇宙的独特视角。本书将带领读者踏上一段跨越星际的旅程，探索红外天文学如何帮助我们揭示宇宙的奥秘。 我们将深入了解红外望远镜如何穿透弥漫的尘埃，捕捉到恒星诞生的场所，窥探黑洞的秘密，甚至寻找可能存在生命的系外行星。书中将介绍那些利用红外技术发现的宇宙奇观，比如隐藏在星际尘埃云中的年轻恒星，或是由星系碰撞产生的巨大红外辐射。 而红外光的力量，并不仅仅局限于遥远的星空。它也深刻地影响着我们地球上的生命。从植物的光合作用，到生物的体温调节，红外线无处不在。本书将探讨红外光谱如何作为一种“指纹”，帮助我们识别不同的物质，分析其化学成分。例如，通过分析植物叶片在不同波段红外光的反射情况，科学家可以评估作物的健康状况，预测产量；在法医学领域，红外光谱分析如何帮助鉴定证据，揭示隐藏的秘密。 第三章：隐形的守护者——在日常生活中的红外足迹 红外技术早已渗透到我们日常生活的方方面面，许多时候，我们甚至没有意识到它的存在。从温暖舒适的红外理疗仪，到精准控制的遥控器，再到守护我们安全的红外安防系统，红外光默默地为我们的生活提供着便利与保障。 本书将带您领略红外技术在健康领域的应用。您将了解到，为什么一些理疗设备会采用红外照射，它如何促进血液循环，缓解肌肉疼痛。同时，我们将探讨红外传感器在智能家居中的应用，例如自动感应的门、照明系统，以及能够调节室内温度的智能温控器，它们如何通过感知人体发出的红外辐射，来提供更加人性化和节能化的服务。 此外，红外技术在安全领域也扮演着至关重要的角色。从用于夜晚巡逻的红外夜视设备，到防止非法入侵的红外传感器，它们都在默默地守护着我们的财产和安全。本书将通过引人入胜的故事，展现红外技术如何在关键时刻发挥作用，成为我们不可或缺的“隐形守护者”。 第四章：未来的光芒——红外技术的前沿探索 科技的进步永无止境，红外技术也正以前所未有的速度向前发展。从更灵敏的探测器，到更强大的数据处理能力，红外技术正在不断拓展其应用的边界。本书将展望红外技术在未来的发展趋势。 我们将探讨红外技术在生物医学领域的潜力，例如利用红外成像技术进行早期癌症筛查，或者开发更先进的药物递送系统。同时，本书也将触及红外技术在环境监测、资源勘探、以及空间探索等领域的新兴应用，比如利用红外遥感技术监测气候变化，或是探测地下矿产资源。 《光影之痕》希望能够激发读者对科学的兴趣，引导大家去发现和理解那些隐藏在日常事物背后的科学原理。它不是一本枯燥的教科书，而是希望通过生动的故事和丰富的想象，让读者感受到科学的魅力，体会到“不可见”世界所蕴含的无限可能。 结语： 红外光，是宇宙的低语，是生命的痕迹，是科技的脉搏。它无声无息，却无处不在，深刻地影响着我们所知的世界。通过《光影之痕》，我们希望能够点亮您对这个隐秘维度的好奇心，邀请您一同踏上这场关于“看见”的奇妙旅程。愿这本书能够成为您探索未知、理解世界的窗口，让您在光影交织的世界里，发现更多令人惊叹的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本《【XH】红外探测器》的包装和书名乍一看，确实是那种硬核技术宅才会翻开的专业书籍。我抱着“试试看”的心态，主要关注的是它在理论深度和实际应用之间的平衡。翻开后，首先映入眼帘的是大量精密的数学公式和器件结构图，这立刻给人一种权威感。作者在基础物理原理的阐述上极为扎实，从光电效应的微观机制到热辐射的黑体定律，每一步推导都清晰可见，几乎可以作为大学高年级光学或电子工程专业的教材来使用。尤其值得称赞的是，它对不同工作原理的探测器——比如热电堆、光伏型和光导型——的性能参数对比分析得极其透彻，让人能清晰地理解为什么在特定应用场景下必须选择某一种技术路线。不过，对于非专业背景的读者来说，前几章的理论推导可能会显得有些吃力，需要一定的物理和微积分基础才能顺畅阅读。它更像是研究人员案头的参考手册，而非面向大众的科普读物。整体感觉是，如果你想深入理解红外探测技术的“为什么”和“怎么做到的”，这本书提供了无与伦比的深度。

评分☆☆☆☆☆

我最近在做一个关于无人机夜间侦测系统的项目，对高性能传感器十分渴求，所以选择了这本据说业内颇有声望的《【XH】红外探测器》。阅读体验上，它给我的直观感受是“知识密集，但面向实战”。它的特色在于对噪声抑制和信号处理环节的详尽描述。书中花了不少篇幅讲解如何有效地从复杂的背景信号中提取出微弱的目标特征，特别是针对环境温度漂移和电子学噪声的滤波策略，提供了多种算法和电路拓扑的比较。我特别留意了关于“读出电路设计”那一章，里面详尽地分析了跨阻放大器（TIA）的设计优化，这对我们实际搭建测试平台至关重要。书中的插图质量非常高，很多电路图和波形示意图都达到了工程级别的精度，而不是那种粗略的示意图。唯一的遗憾是，虽然讲了很多理论和电路细节，但在大型集成化系统层面的系统级优化和可靠性设计方面，探讨得略显不足，更偏重于核心探测单元的性能挖掘。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我原本期望这本书能更侧重于市场上的主流产品评测和应用案例的剖析，毕竟“红外探测器”这个词在很多场合下都指向了商业化的热成像仪。然而，这本书的风格更偏向于基础研究和技术预研。它的叙事节奏非常缓慢且严谨，仿佛作者在带着你一步步从零开始搭建一个理想化的探测系统模型。它对材料科学的跨界知识的整合非常到位，比如砷化铟（InAs）和碲镉汞（MCT）等关键半导体材料的制备工艺及其对探测器性能极限的影响，都有专门的章节进行深入探讨。这种对上游环节的关注，使得这本书的知识体系非常完整，但同时也意味着阅读的门槛较高，需要读者对半导体物理有基础了解。这本书的价值在于提供了一个“从原子到系统”的完整视角，而不是仅仅停留在产品规格手册的层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和术语的一致性做得相当出色，作为一本技术手册，这一点非常重要。我发现它在处理那些容易混淆的概念时，总能提供非常明确的定义和区分。例如，它对“探测率（D）”、“噪声等效温差（NETD）”以及“调制传递函数（MTF）”这三个核心性能指标的定义、测量方法以及它们之间的相互制约关系，进行了教科书式的梳理。这种严谨性，使得这本书在作为工具书查阅时，能迅速定位到所需信息，减少了因术语理解偏差而浪费的时间。如果说有什么可以改进的地方，可能是某些前沿的、基于量子点或超材料的新型探测技术，书中涉及得相对较少，似乎作者的重点更聚焦于成熟且可靠的III-V族半导体技术路线。但瑕不掩瑜，对于需要进行严格性能指标对比的工程师而言，这本书的参考价值是极高的。

评分☆☆☆☆☆

从一个应用工程师的角度来看，《【XH】红外探测器》这本书最大的价值在于它对“极限”的探讨。它不满足于描述现有技术能做什么，而是深入挖掘了制约这些探测器性能提升的根本物理瓶颈——无论是暗电流的限制、散热的难题，还是读出电子学的功耗墙。书中对低温制冷技术和焦平面阵列（FPA）的集成挑战有着非常深刻的见解，这些都是将实验室成果转化为实用产品的关键障碍。我尤其欣赏其中对“长波红外（LWIR）”探测器在窗口效应和大气透过率方面的分析，这对于户外遥感应用至关重要。这本书更像是一份深入的“技术白皮书”，它强迫读者去思考超越当前技术限制的可能性，是激发创新思维的良伴。它不是一本轻松的读物，但绝对是一本能让你在技术瓶颈处找到突破口的高质量参考资料。