半導體太赫茲源、探測器與應用 曹俊誠 9787030334022 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹俊誠 著

圖書標籤:

• 半導體
• 太赫茲
• 太赫茲源
• 太赫茲探測器
• 電子科學與技術
• 物理學
• 應用物理
• 微波技術
• 信息技術
• 曹俊誠

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030334022

商品編碼：29490210926

包裝：精裝

齣版時間：2012-02-01

基本信息

書名：半導體太赫茲源、探測器與應用

定價：98.00元

作者：曹俊誠

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-02-01

ISBN：9787030334022

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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太赫茲(THz)科學與技術是一個應用前景廣泛、發展極其迅速的交叉學科前沿領域。THz波具有不同於微波、紅外光以及x射綫的特點，其研究與應用涉及物理學、材料科學、生命科學、天文學、信息技術和國防安全等多個領域。曹俊誠編著的《半導體太赫茲源探測器與應用(精)》主要以原始論文、尤其是以作者課題組的工作為基礎，對半導體THz輻射源與探測器的基本原理、模擬與設計、器件研製方法以及THz通信與成像應用等，做瞭比較係統的闡述。

內容提要

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本書主要論述瞭半導體太赫茲（THz）輻射源與探測器的基本原理、模擬與設計、器件研製方法以及THz通信與成像應用等。全書共分11章，包括章THz波産生、探測與應用概述；第2章THz場與低維半導體的相互作用及高場電子輸運；第3章電子學THz振蕩器與器件模擬；第4章THz半導體負有效質量振蕩器非綫性動力學；第5章THz場作用下微帶超晶格非綫性動力學；第6章石墨烯THz光電特性；第7章THz半導體量子級聯激光器；第8章THz半導體量子阱探測器；第9章THz波的傳輸；0章THz通信；1章THz成像。
本書適閤從事THz、紅外、微波、天文和生物醫學等領域的工程技術人員，以及大專院校和科研院所相關專業的本科生、研究生和科研工作人員參考。

目錄

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前言
章 THz波産生、探測與應用概述
1.1 引言
1.2 THz波的産生
1.3 THz波的探測
1.4 THz波的應用
1.5 小結
參考文獻
第2章 THz場與低維半導體的相互作用及高場電子輸運
2.1 THz場與異質結的相互作用
2.1.1 引言
2.1.2 THz場作用下異質結的電子輸運
2.1.3 THz場作用下異質結的多光子輔助吸收
2.1.4 THz場感生的異質結帶間碰撞離化
2.1.5 小結
2.2 THz場作用下量子阱的光吸收
2.2.1 引言
2.2.2 光場作用下量子阱中電子的哈密頓量
2.2.3 量子阱子帶間泵浦-探測光吸收
2.2.4 量子阱子帶躍遷的相乾控製
2.2.5 THz場作用下量子阱子帶占據數和吸收
2.2.6 THz場作用下量子阱帶間光吸收
2.2.7 小結
2.3 THz場作用下超晶格的光吸收
2.3.1 引言
2.3.2 準玻色錶象及激子運動方程
2.3.3 THz場作用下超晶格的光吸收與極化
2.3.4 小結
2.4 半導體高場電子輸運
2.4.1 引言
2.4.2 多能榖半導體高場電子輸運
2.4.3 非拋物半導體高場電子輸運
2.4.4 多能榖非拋物帶半導體的碰撞離化過程
2.4.5 小結
參考文獻
第3章 電子學THz振蕩器與器件模擬
3.1 p型量子阱THz負有效質量振蕩器
3.1.1 引言
3.1.2 負有效質量半導體穩態輸運
3.1.3 THz電流振蕩模式與頻率
3.1.4 小結
3.2 基於帶內反射點負微分電導的THz振蕩器
3.2.1 引言
3.2.2 基於帶內反射點的THz振蕩器設計
3.2.3 帶內反射點THz振蕩器模擬
3.2.4 小結
3.3 隧穿注入渡越時間THz振蕩器
3.3.1 引言
3.3.2 量子傳輸邊界方法
3.3.3 器件的直流及小信號輸運特性
3.3.4 小結
3.4 雙勢壘共振隧穿結構THz振蕩器
3.4.1 引言
3.4.2 維格納-泊鬆耦閤模型
3.4.3 共振隧穿結構的Ⅰ-Ⅴ特性
3.4.4 共振隧穿結構的THz電流振蕩
3.4.5 共振隧穿結構快速開關特性
3.4.6 小結
3.5 半導體器件的流體動力學模擬
3.5.1 引言
3.5.2 拋物性流體動力學平衡方程器件模擬
3.5.3 非拋物能帶半導體器件模擬
3.5.4 多能榖非拋物能帶半導體器件模擬
3.5.5 小結
參考文獻
第4章 THz半導體負有效質量振蕩器非綫性動力學
4.1 引言
4.2 THz負有效質量振蕩器混沌動力學
4.2.1 直流偏置下的THz振蕩
4.2.2 周期態和混沌態之間的轉變
4.3 THz負有效質量振蕩器的場疇模式
4.4 THz場作用下電流的龐加萊分支圖
4.5 THz場作用下電流的功率譜分支圖
4.6 小結
參考文獻
第5章 THz場作用下微帶超晶格非綫性動力學
5.1 微帶超晶格振蕩器中時空電場疇和負微分電導
5.1.1 引言
5.1.2 微帶超晶格中的電場疇和負微分電導
5.1.3 微帶寬度和摻雜濃度的影響
5.1.4 小結
5.2 THz場作用下微帶超晶格中電流的時空同步和混沌
5.2.1 引言
5.2.2 電場疇與自維持電流振蕩
5.2.3 同步振蕩與電流抑製
5.2.4 THz場作用下微帶超晶格的混沌動力學
5.2.5 小結
5.3 THz場與磁場作用下微帶超晶格混沌動力學
5.3.1 引言
5.3.2 超晶格微帶電子輸運
5.3.3 超晶格微帶中電子平均速度的演化
5.3.4 微帶超晶格的混沌動力學特性
5.3.5 小結
5.4 THz場作用下量子點超晶格中的混沌動力學
5.4.1 引言
5.4.2 量子點超晶格電子輸運
5.4.3 速度-電場關係與弛豫頻率
5.4.4 THz場作用下量子點超晶格的混沌動力學
5.4.5 混沌區域與控製參數的依賴關係
5.4.6 小結
參考文獻
第6章 石墨烯THz光電特性
6.1 引言
6.2 石墨烯多量子阱中的共振隧穿
6.2.1 石墨烯係統的傳輸矩陣方法
6.2.2 石墨烯多量子阱電子輸運特性
6.3 石墨烯pn結在THz頻段的三階非綫性光電導
6.3.1 石墨烯pn結帶內和帶間光電導理論模型
6.3.2 三階非綫性THz光電導
6.4 石墨烯在THz頻段的五階非綫性光電導
6.4.1 石墨烯帶間光電導理論模型
6.4.2 五階非綫性THz光電導
6.5 雙層石墨烯納米帶的強THz光電導
6.6 小結
參考文獻
第7章 THz半導體量子級聯激光器
7.1 引言
7.2 THz QCL研究進展
7.3 THz QCL原理與設計
7.3.1 THz QCL基本原理
7.3.2 THz QCL有源區設計
7.3.3 THz QCL波導設計
7.3.4 THz QCL功率增強設計
7.4 THz QCL模擬方法
7.4.1 量子動力學方法
7.4.2 濛特卡羅方法
7.4.3 率方程方法
7.5 四阱共振聲子THz QCL
7.5.1 熱聲子效應
7.5.2 粒子數反轉與增益
7.5.3 Ⅰ-Ⅴ特性
7.5.4 溫度特性
7.6 三阱共振聲子THz QCL
7.6.1 多體效應
7.6.2 參數優化
7.6.3 聲子阱的影響
7.7 一阱注入區共振聲子THz QCL
7.7.1 電場依賴關係
7.7.2 溫度依賴關係
7.8 THz QCL製備與測量
7.8.1 THz QCL材料生長與錶徵
7.8.2 雙麵金屬波導THz QCL
7.8.3 半絕緣等離子波導THz QCL
7.8.4 光譜測量
7.8.5 功率測量
7.8.6 光束錶徵
7.9 小結
參考文獻
第8章 THz半導體量子阱探測器
8.1 引言
8.2 THz QWP探測原理
8.3 THz QWP器件模擬
8.3.1 模擬方法概述
8.3.2 有源區能帶計算
8.4 THz QWP暗電流
8.4.1 暗電流模型
8.4.2 理論與實驗的暗電流比較
8.5 THz QWP光電流譜
8.5.1 光電流産生機製
8.5.2 光吸收係數
8.5.3 理論與實驗的光電流譜比較
8.6 THz QWP多體效應
8.6.1 包括多體效應的能帶結構
8.6.2 考慮多體效應的光電流譜
8.7 THz QWP光柵耦閤
8.7.1 光柵耦閤的基本考慮
8.7.2 光柵衍射理論
8.7.3 金屬光柵設計與優化
8.8 THz QWP製備與測量
8.8.1 THz QWP製備
8.8.2 THz QWP測量
8.8.3 THz QWP對THz QCL發射譜的錶徵
8.9 磁場調諧的THz QWP
8.9.1 稀磁半導體的色散與吸收模型
8.9.2 磁場下吸收峰可調的THz QWP
8.10 基於磁阻振蕩的新型THz量子阱探測器
8.10.1 THz場輻照下量子阱的磁阻振蕩
8.10.2 新型THz量子阱探測器設計
8.11 小結
參考文獻
第9章 THz波的傳輸
9.1 引言
9.2 THz波在大氣中的傳輸
9.3 THz波在不同介質中的傳輸
9.4 THz波在金屬絲波導中的傳輸
9.5 小結
參考文獻
0章 THz通信
10.1 引言
10.2 THz局域通信中的光子晶體反射器
10.2.1 光子晶體的THz波反射率
10.2.2 THz波反射器
10.3 THz波的調製
10.3.1 THz QCL的直接調製
10.3.2 光子晶體對THz波的調製
10.4 基於THz QCL和THz QWP的無綫通信演示
10.4.1 係統構成
10.4.2 器件製冷
10.4.3 文本傳輸
10.4.4 圖片傳輸
10.4.5 音頻傳輸
10.5 小結
參考文獻
1章 THz成像
11.1 引言
11.2 THz成像分類與特點
11.3 基於THz QCL和THz QWP的探測與成像技術
11.3.1 THz QCL的鎖頻技術
11.3.2 THz QCL作為本振源的混頻技術
11.3.3 THz QWP陣列探測技術
11.4 基於THz QCL和THz QWP的成像實例
11.4.1 基於THz QCL的成像研究進展概述
11.4.2 基於THz QCL的主動掃描成像
11.4.3 基於THz QWP的被動成像
11.4.4 基於THz QWP的透射掃描成像
11.4.5 基於THz QCL和THz QWP的計算機斷層成像
11.5 小結
參考文獻

作者介紹

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曹俊誠，1967年生於江西，1994年於東南大學電子工程係獲博士學位。現為中國科學院上海微係統與信息技術研究所研究員、博士生導師，國傢傑齣青年基金、中國科學院“百人計劃”、上海市自然科學牡丹奬獲得者，新世紀百韆萬人纔工程*人選。2004～2010年擔任中國科學院上海微係統與信息技術研究所信息功能材料國傢重點實驗室主任，2011年起擔任中國科學院太赫茲固態技術重點實驗室主任。主要從事太赫茲物理、器件及通信與成像應用等方麵的研究。

文摘

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序言

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《光縴通信與網絡安全：技術、挑戰與前沿進展》 內容簡介 隨著信息時代的飛速發展，數據傳輸的帶寬需求呈指數級增長，光縴通信作為支撐這一需求的核心技術，其重要性日益凸顯。與此同時，網絡安全問題也隨之愈發嚴峻，一旦關鍵信息基礎設施遭受攻擊，其後果不堪設想。本書深入探討瞭光縴通信技術在當前及未來發展中的關鍵環節，並結閤網絡安全這一不可或缺的維度，旨在為讀者構建一個全麵、深入的技術理解框架。 第一部分：光縴通信技術基石 本書首先從光縴通信的物理基礎齣發，詳細闡述瞭光信號在光縴中傳輸的原理。這包括對不同類型光縴（如單模光縴、多模光縴）的結構、特性以及損耗機理的深入剖析。我們將重點講解光縴的色散效應，如模間色散、材料色散和波導色散，以及這些效應如何影響信號的傳輸質量，並介紹相應的補償技術，如色散補償光縴（DCF）和啁啾光柵。 隨後，我們將聚焦於光信號的産生與探測。在光源方麵，本書將詳細介紹激光器的種類及其在光縴通信中的應用，特彆是DFB（分布式反饋）激光器和VCSEL（垂直腔麵發射激光器）等，分析其工作原理、光譜特性和調製能力。在探測器方麵，則會深入講解PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）等受光器件，闡述其響應速度、靈敏度和噪聲特性，以及如何選擇閤適的探測器以滿足不同應用場景的需求。 接著，本書將深入探討光調製技術。從早期的強度調製-直接檢測（IM/DD）技術，到現代相乾光通信中的相位調製（PSK）和正交幅度調製（QAM），我們將逐一解析其編碼原理、解調方式以及在提高頻譜效率和傳輸容量方麵的優勢。對於復雜的相乾檢測技術，本書會提供詳細的數學模型和仿真分析，幫助讀者理解其對光信號的相位和偏振信息進行恢復的能力。 第二部分：光縴通信網絡架構與關鍵組件 本書將全麵梳理當前主流的光縴通信網絡架構。從接入網、城域網到骨乾網，我們將分析不同層級網絡的特點、設備配置以及相互之間的連接方式。重點將放在光傳輸網絡（OTN）的架構上，詳細介紹其在提供高帶寬、低時延和靈活業務接入方麵的關鍵作用，以及OTN幀結構、復用方式和調度機製。 同時，本書還將對光通信中的核心設備進行詳細介紹。這包括光放大器，如摻鉺光縴放大器（EDFA）和拉曼放大器，分析它們的放大原理、增益平坦度和噪聲係數。還有光開關和光分插復用器（OADM），闡述它們在光網絡中的動態路由和業務靈活調度方麵的功能。光收發一體模塊（Transceiver）作為光網絡的“眼睛”和“大腦”，其內部結構、性能指標以及不同速率和接口標準（如SFP、QSFP、CFP等）的應用場景也將得到詳盡的講解。 第三部分：網絡安全視角下的光縴通信 鑒於網絡安全在現代社會中的重要性，本書專門闢齣章節深入探討光縴通信網絡所麵臨的安全威脅和防禦策略。我們將分析網絡攻擊的常見形式，如數據竊聽（物理層麵和邏輯層麵）、身份欺騙、拒絕服務攻擊（DoS/DDoS）等，並探討這些攻擊可能對光縴通信鏈路和網絡設備造成的影響。 本書將重點介紹在光縴通信網絡中應用的多種安全技術。這包括物理安全措施，如對光縴綫路的物理防護、防篡改技術以及光縴端口的訪問控製。在邏輯安全方麵，我們將詳細講解加密技術在光信號傳輸中的應用，包括端到端加密和鏈路層加密的原理與實踐。數字簽名、身份認證和訪問控製機製在網絡安全中的作用也將被深入剖析，並結閤光縴通信網絡的特點進行闡述。 此外，本書還將關注軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）在提升光縴通信網絡安全性方麵的潛力。我們將分析SDN控製器如何集中管理網絡策略，實現更精細的安全策略部署和威脅檢測。NFV如何通過靈活部署虛擬化安全功能（如防火牆、入侵檢測係統）來提高網絡的彈性與適應性。 第四部分：光縴通信與網絡安全的前沿技術與未來展望 為瞭引領讀者把握技術發展的前沿，《光縴通信與網絡安全：技術、挑戰與前沿進展》還將探討新興技術在光縴通信與網絡安全領域的應用。例如，人工智能（AI）和機器學習（ML）在網絡流量分析、異常檢測和智能安全防禦方麵的應用將是重點。本書將分析如何利用AI技術來預測潛在的安全威脅，優化網絡性能，並實現更智能化的網絡管理。 量子通信作為下一代信息傳輸技術，其在安全性方麵的獨特優勢也將得到介紹。我們將初步探討量子密鑰分發（QKD）的工作原理，以及其為光縴通信網絡帶來的“不可破解”的安全保障。 本書還將關注下一代光通信技術，如空分復用（SDM）技術，它通過在同一根光縴中傳輸多個獨立的光信號來大幅提升傳輸容量。同時，也將探討其在安全方麵可能帶來的新挑戰與新機遇。 最後，本書將對光縴通信和網絡安全未來的發展趨勢進行展望。包括對更高帶寬、更低時延的需求，以及如何通過技術創新來應對日益增長的安全威脅，構建更強大、更可靠、更安全的數字基礎設施。 本書目標讀者 本書麵嚮對光縴通信和網絡安全技術感興趣的工程技術人員、科研人員、高校師生以及相關領域的從業者。通過閱讀本書，讀者能夠深入理解光縴通信係統的原理、架構和關鍵技術，並能夠識彆和應對網絡安全所麵臨的挑戰，掌握前沿的安全防護策略和技術。本書力求理論與實踐相結閤，為讀者提供一套紮實的理論基礎和實用的技術指導。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對材料科學和器件物理學充滿熱情的學習者，而《半導體太赫茲源、探測器與應用》這個書名，恰恰觸及瞭我最為關注的交叉領域。我尤其希望在這本書中能夠找到關於半導體材料特性如何影響太赫茲波生成和探測效率的深入探討。想象一下，如果書中能夠詳細解析不同半導體材料（如III-V族化閤物、II-VI族化閤物，甚至是二維材料）在太赫茲波段的電子和光學性質，以及它們在構築太赫茲源和探測器時的優勢與劣勢。例如，對於太赫茲源，書中是否會闡述如何通過調整材料的晶格結構、能帶隙或載流子動力學來優化其輻射輸齣功率和光譜特性？對於太赫茲探測器，我更關注的是其靈敏度、響應時間以及工作溫度等關鍵參數，書中是否會詳細介紹不同半導體探測器工作原理，以及如何通過納米加工和器件集成技術來提升其性能？如果書中還能涵蓋一些關於半導體太赫茲技術在新型傳感器、通信係統以及高分辨率成像等領域的最新研究進展，那將是對我極大的啓發，讓我對半導體技術在未來的太赫茲應用中扮演的角色有更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一直對電子工程領域的研究方法和技術細節感到敬畏，尤其是在涉及到那些非常規的頻率範圍時。太赫茲波，光是這個名字就充滿瞭挑戰和吸引力。我希望這本書能提供一種嚴謹而又易於理解的研究視角，幫助我這個讀者深入瞭解半導體在産生和探測太赫茲波方麵所扮演的關鍵角色。書中是否會詳細闡述不同半導體材料（如GaAs、InP、SiGe等）在太赫茲波段的電磁特性和性能差異？我尤其關心那些理論模型和仿真方法，比如如何利用數值計算來預測和優化太赫茲器件的設計，又或者是否會介紹一些實驗測量技術，來驗證理論結果和評估器件性能。我想瞭解的是，科學傢們是如何從基礎的物理原理齣發，一步步地構建齣能夠産生和感知這些高頻信號的精密半導體器件的。如果書中還能提及一些半導體太赫茲技術在科研前沿的應用，比如在光譜學、高分辨率成像，甚至是基礎物理研究中的作用，那將是我非常看重的內容。它讓我看到，這些看似抽象的理論和技術，是如何在實際研究中發揮巨大作用，推動科學進步的。

評分☆☆☆☆☆

我對《半導體太赫茲源、探測器與應用》這本書的期待，主要集中在它能否提供一個關於太赫茲技術實際落地和應用前景的全麵視角。我理解，一個新興技術的價值，最終體現在它能夠解決哪些實際問題，創造哪些新的機遇。因此，我希望這本書不僅僅停留在理論和器件原理的層麵，而是能更深入地探討半導體太赫茲技術是如何被集成到實際的係統和應用中的。書中是否會介紹一些典型的太赫茲成像係統，例如用於安檢、食品安全檢測或者工業無損檢測的設備，並分析其中半導體源和探測器所發揮的作用？或者，在太赫茲通信領域，書中是否會討論如何利用半導體技術實現高數據速率的無綫傳輸，以及可能麵臨的挑戰和解決方案？我特彆關注的是，在這些實際應用場景下，半導體太赫茲器件的性能指標（如成本、功耗、尺寸、可靠性等）是否能夠滿足工程化的需求，以及未來發展的趨勢是什麼。如果書中還能提供一些關於太赫茲技術商業化和産業化的案例分析，那對我來說，將是極具價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

對於《半導體太赫茲源、探測器與應用》這本書，我最感興趣的是它能否為我揭示太赫茲技術背後所蘊含的“黑科技”原理，以及它如何改變我們未來的生活。我一直在思考，究竟是什麼樣的半導體技術，能夠突破我們熟悉的微波和可見光通信的局限，進入到太赫茲這個“黃金頻段”。我期望書中能詳細介紹太赫茲波的獨特物理特性，例如它的高帶寬、穿透能力以及對物質的敏感性。更重要的是，我希望瞭解半導體材料是如何被“訓練”來産生和接收這些高頻信號的。例如，書中是否會講解到量子級聯激光器（QCLs）或等離子體波器件等太赫茲源的半導體物理基礎？又或者，關於太赫茲探測器，是否會介紹肖特基二極管、雪崩光電二極管（APDs）或熱釋電探測器等在半導體領域內的創新設計？我很想知道，這些半導體器件是如何實現對微弱太赫茲信號的捕捉和放大的，以及在實際應用中，例如在無損檢測、藥物分析、甚至是快速數據傳輸等方麵，它們能夠帶來怎樣的顛覆性變革。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體太赫茲源、探測器與應用》聽起來就像是一本能激起我對前沿技術深深好奇心的書。我一直對那些聽起來很“高科技”的領域特彆著迷，而太赫茲波，這個介於微波和紅外光之間的神秘區域，總是讓我聯想到各種科幻場景。想象一下，如果這本書能夠清晰地解釋太赫茲波是如何被半導體器件産生和探測的，那該有多麼令人興奮。我希望能在這本書裏看到關於半導體材料選擇、器件結構設計、以及工作原理的深入剖析。比如，書中會不會講到如何通過改變半導體材料的摻雜濃度、能帶來哪些巧妙的設計思路，或者是什麼樣的外延生長技術纔能造齣高質量的太赫茲器件？我特彆期待書中能有一些具體的案例分析，比如某個具體的太赫茲源設計，是如何剋服瞭什麼技術難關，最終實現瞭高效的輻射輸齣；或者某個太赫茲探測器，又是如何通過優化材料和結構，達到瞭極高的靈敏度和響應速度。如果書中還能對這些半導體太赫茲技術在各個領域的應用前景進行展望，例如在生物成像、安檢、通信、甚至天文學等方麵的潛力，那對我來說，無疑是打開瞭一扇通往未來世界的大門，讓我對這個領域充滿無限的遐想和期待。