POLECAMY
Koszyk
Detekcja sygnałów optycznych
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Niniejsza publikacja jest rozszerzoną i uaktualnioną wersją wydanej przez WNT w 2001 roku książki „Detekcja sygnałów optycznych”.
Przedstawiono w niej zagadnienia detekcji promieniowania optycznego z punktu widzenia zasad działania różnych typów detektorów. Omówiono również elektroniczne układy przetwarzania sygnału. Uwzględniono najnowsze osiągnięcia światowe stosowane w technologii detektorów termicznych (szczególnie mikrobolometrów) i fotonowych, w tym wpływ nowych technologii epitaksjalnych na rozwój detektorów z wykorzystaniem kwantowych efektów rozmiarowych. Zaprezentowano również modele szumowe układów detekcji bezpośredniej i zaawansowane układy przetwarzania sygnałów umożliwiające odbiór sygnałów optycznych poniżej poziomu szumu.
Książka jest przeznaczona dla studentów elektroniki, telekomunikacji, automatyki, mechatroniki, techniki wojskowej oraz fizyki, a także dla wszystkich zainteresowanych detekcją promieniowania optycznego.
W stosunku do poprzedniego wydania Autorzy opisali nowe zagadnienia takie jak: podstawy działania detektorów na studniach kwantowych i supersieciach oraz nowej generacji detektorów barierowych i fotodetektorów z dwuwymiarowych materiałów, włączając grafen. Dokonano też przeglądu najważniejszych detektorów promieniowania gamma i X, ultrafioletowego, widzialnego, podczerwieni i promieniowania terahercowego.
| Rok wydania | 2020 |
|---|---|
| Liczba stron | 692 |
| Kategoria | Elektronika |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
| ISBN-13 | 978-83-01-21210-0 |
| Numer wydania | 2 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Przedmowa | 11 |
| Wykaz ważniejszych oznaczeń | 15 |
| Wykaz ważniejszych skrótów | 19 |
| 1. Radiometria | 23 |
| 1.1. Wstęp | 23 |
| 1.2. Wielkości radiometryczne | 27 |
| 1.3. Luminancja | 33 |
| 1.4. Promieniowanie ciała doskonale czarnego | 37 |
| 1.4.1. Prawo Plancka | 39 |
| 1.4.2. Prawo Stefana-Boltzmanna | 43 |
| 1.4.3. Prawo przesunięć Wiena | 45 |
| 1.4.4. Kontrast egzytancji | 45 |
| 1.5. Emisyjność | 47 |
| 1.5.1. Prawo Kirchhoffa | 48 |
| 1.6. Radiometryczne pomiary temperatury | 50 |
| 1.6.1. Temperatura promieniowania | 51 |
| 1.6.2. Temperatura egzytancyjna | 52 |
| 1.6.3. Temperatura barwy | 53 |
| 1.7. Propagacja promieniowania optycznego | 53 |
| 1.7.1. Propagacja promieniowania optycznego przez atmosferę | 54 |
| 1.7.2. Transmisja materiałów optycznych | 55 |
| Bibliografia do rozdziału pierwszego | 58 |
| 2. Kryteria oceny detektorów 59 | |
| 2.1. Wprowadzenie | 59 |
| 2.2. Parametry detektorów | 62 |
| 2.3. Osiągi detektorów ograniczone szumem fotonowym | 67 |
| 2.4. Pomiary parametrów detektorów | 76 |
| 2.4.1. Pomiar czułości | 76 |
| 2.4.2. Pomiar szumów | 81 |
| 2.4.3. Pomiar charakterystyki częstotliwościowej mocy równoważnej szumom | 86 |
| 2.4.4. Pomiar charakterystyk częstotliwościowych | 87 |
| 2.4.5. Pomiar czasu narastania i opadania odpowiedzi detektora | 89 |
| Bibliografia do rozdziału drugiego | 90 |
| 3. Źródła szumu 92 | |
| 3.1. Wprowadzenie | 92 |
| 3.2. Szumy detektora | 96 |
| 3.2.1. Szum fotonowy | 97 |
| 3.2.2. Szum cieplny | 100 |
| 3.2.3. Szum generacyjno-rekombinacyjny | 102 |
| 3.2.4. Szum śrutowy | 104 |
| 3.2.5. Szumy 1/f | 106 |
| 3.2.6. Szum temperaturowy | 107 |
| 3.2.7. Szum mikrofonowy | 108 |
| 3.2.8. Szum wybuchowy | 109 |
| Bibliografia do rozdziału trzeciego | 110 |
| 4. Podstawy fizyczne detekcji promieniowania optycznego | 112 |
| 4.1. Wstęp | 112 |
| 4.2. Klasyfikacja detektorów | 115 |
| 4.3. Podstawy fizyczne działania detektorów termicznych | 122 |
| 4.3.1. Termopary | 126 |
| 4.3.2. Bolometry | 128 |
| 4.3.3. Detektory piroelektryczne | 131 |
| 4.4. Podstawy fizyczne działania detektorów fotonowych | 136 |
| 4.4.1. Absorpcja promieniowania | 137 |
| 4.4.2. Sprzężenie promieniowania z detektorem | 142 |
| 4.4.3. Mechanizmy generacyjno-rekombinacyjne | 144 |
| 4.5. Fotorezystory | 150 |
| 4.6. Detektory fotowoltaiczne | 155 |
| 4.6.1. Fotodiody ze złączem p-n | 156 |
| 4.6.2. Realne fotodiody | 160 |
| 4.7. Szybkość odpowiedzi | 167 |
| 4.8. Fotodiody ze złączem Schottky’ego | 168 |
| 4.9. Detektory fotoemisyjne | 174 |
| 4.10. Fotodiody p-i-n | 177 |
| 4.11. Fotodiody lawinowe | 182 |
| 4.12. Detektory barierowe | 190 |
| Bibliografia do rozdziału czwartego | 196 |
| 5. Detektory termiczne 199 | |
| 5.1. Wstęp | 199 |
| 5.2. Osiągi detektorów termicznych | 200 |
| 5.3. Termopary | 204 |
| 5.3.1. Materiały termoelektryczne | 206 |
| 5.3.2. Technologia i właściwości termopar | 209 |
| 5.4. Bolometry | 212 |
| 5.4.1. Bolometry metalowe | 214 |
| 5.4.2. Termistory | 216 |
| 5.4.3. Bolometry niskotemperaturowe | 218 |
| 5.4.4. Bolometry kompozytowe | 220 |
| 5.4.5. Mikrobolometry krzemowe | 221 |
| 5.4.6. Bolometry nadprzewodzące | 228 |
| 5.5. Detektory piroelektryczne | 233 |
| 5.5.1. Czułość | 233 |
| 5.5.2. Szum i wykrywalność | 236 |
| 5.5.3. Wybór materiału detektora | 240 |
| 5.5.4. Bolometr dielektryczny | 243 |
| 5.5.5. Detektory piroelektryczne wielobarwne | 246 |
| Bibliografia do rozdziału piątego | 249 |
| 6. Detektory fotoemisyjne | 252 |
| 6.1. Wprowadzenie | 252 |
| 6.2. Konwencjonalne fotokatody | 253 |
| 6.3. Fotokatody z ujemnym powinowactwem elektronowym | 258 |
| 6.4. Fotopowielacze | 260 |
| 6.5. Wzmacniacze obrazu | 267 |
| 6.6. Fotoemisyjne detektory krzemowe z barierą Schottky’ego | 273 |
| Bibliografia do rozdziału szóstego | 277 |
| 7. Detektory fotonowe 278 | |
| 7.1. Wprowadzenie | 278 |
| 7.2. Detektory promieniowania X i promieniowania g | 283 |
| 7.3. Detektory promieniowania nadfioletowego | 293 |
| 7.4. Fotodetektory zakresu widzialnego | 301 |
| 7.5. Fotodiody germanowe | 305 |
| 7.6. Fotodiody z InGaAs | 308 |
| 7.7. Fotodiody z antymonków grupy AIIIBV | 311 |
| 7.8. Fotorezystory z chalkogenidków ołowiu | 317 |
| 7.9. Fotodetektory z HgCdTe | 320 |
| 7.9.1. Fotorezystory | 320 |
| 7.9.2. Fotodiody | 328 |
| 7.9.3. Fotodiody lawinowe | 333 |
| 7.10. Fotorezystory domieszkowe | 337 |
| Bibliografia do rozdziału siódmego | 343 |
| 8. Detektory z supersieci, studni i kropek kwantowych | 346 |
| 8.1. Wprowadzenie | 346 |
| 8.2. Fotodiody lawinowe z supersiecią | 351 |
| 8.3. Detektory na studniach kwantowych AlGaAs/GaAs | 353 |
| 8.4. Detektory z supersieci AIIIBV drugiego rodzaju | 360 |
| 8.4.1. Podstawowe właściwości fizyczne supersieci drugiego rodzaju | 361 |
| 8.4.2. Konfiguracje supersieci drugiego rodzaju | 366 |
| 8.4.3. Fotodiody p-i-n | 368 |
| 8.4.4. Detektory barierowe | 371 |
| 8.5. Detektory z kropek kwantowych | 376 |
| 8.6. Fotodetektory kaskadowe | 381 |
| Bibliografia do rozdziału ósmego | 386 |
| 9. Detektory z materiałów dwuwymiarowych 388 | |
| 9.1. Podstawowe właściwości fizyczne grafenu | 388 |
| 9.2. Detektory grafenowe | 392 |
| 9.3. Fotodetektory z alternatywnych materiałów dwuwymiarowych | 400 |
| 9.4. Podsumowanie | 405 |
| Bibliografia do rozdziału dziewiątego | 405 |
| 10. Detektory terahercowe | 407 |
| 10.1. Detektory do zobrazowania terahercowego pracujące w temperaturze pokojowej | 409 |
| 10.1.1. Diody Schottky’ego | 412 |
| 10.1.2. Detektory z tranzystorów FET i CMOS | 414 |
| 10.1.3. Mikrobolometry | 417 |
| 10.2. Bolometry półprzewodnikowe | 419 |
| 10.3. Nadprzewodzące detektory fotonowe | 421 |
| 10.4. Nadprzewodzące detektory HEB i TES | 422 |
| Bibliografia do rozdziału dziesiątego | 426 |
| 11. Przedwzmacniacze do detektorów promieniowania optycznego 429 | |
| 11.1. Wymagania dotyczące parametrów przedwzmacniaczy stosowanych w fotoodbiornikach | 429 |
| 11.2. Dobór aktywnych elementów wzmacniających | 430 |
| 11.3. Przedwzmacniacze napięciowe | 438 |
| 11.4. Przedwzmacniacze transimpedancyjne | 443 |
| 11.5. Stopnie wejściowe fotoodbiorników z detektorami fotoprzewodzącymi | 447 |
| 11.6. S topnie wejściowe fotoodbiorników z fotodiodami | 455 |
| 11.6.1. Wybrane metody zwiększenia szerokości pasma w stopniach wejściowych fotoodbiorników ze wzmacniaczami transimpedancyjnymi | 459 |
| 11.6.2. Przedwzmacniacze ładunkowe | 463 |
| 11.7. Przedwzmacniacze do termopar | 466 |
| 11.8. Przedwzmacniacze do detektorów piroelektrycznych | 469 |
| 11.9. Przedwzmacniacze do fotopowielaczy | 473 |
| 11.10. Fotoodbiorniki monolityczne i hybrydowe | 477 |
| 11.11. Liczniki fotonów | 478 |
| Bibliografia do rozdziału jedenastego | 484 |
| 12. Modele szumowe stopni wejściowych fotoodbiorników | 487 |
| 12.1. Wstęp | 487 |
| 12.2. Szumy w fotoodbiorniku ze wzmacniaczem napięciowym | 488 |
| 12.3. Szumy w fotoodbiorniku ze wzmacniaczem transimpedancyjnym | 490 |
| 12.4. Szumy stopnia wejściowego fotoodbiornika z przedwzmacniaczem ładunkowym | 495 |
| 12.5. Odbiorniki z fotodiodami p-n i p-i-n | 496 |
| 12.5.1. Stosunek sygnału do szumu. Ograniczenia kwantowe i termiczne | 497 |
| 12.5.2. Wpływ rezystancji obciążenia na stosunek sygnału do szumu | 499 |
| 12.5.3. Wpływ pojemności równoległych na stosunek sygnału do szumu | 500 |
| 12.6. Odbiorniki z fotodiodami lawinowymi | 501 |
| Bibliografia do rozdziału dwunastego | 507 |
| 13. Matryce detektorów 509 | |
| 13.1. Wstęp | 509 |
| 13.2. Mozaiki liniowe | 512 |
| 13.3. Układy z opóźnieniem czasowym | 513 |
| 13.4. Mozaiki detektorów z obróbką sygnału w płaszczyźnie obrazowej | 515 |
| 13.4.1. Matryce monolityczne | 516 |
| 13.4.2. Matryce hybrydowe | 518 |
| 13.5. Podstawowe parametry matryc detektorów | 521 |
| 13.5.1. Natężenie napromienienia równoważne szumom (NEI) | 521 |
| 13.5.2. Różnica temperatury równoważna szumom (NETD) | 522 |
| 13.5.3. Minimalna rozróżnialna różnica temperatury (MRTD) | 524 |
| 13.5.4. Funkcja przenoszenia modulacji (MTF) | 525 |
| 13.5.5. Inne parametry | 529 |
| 13.6. Przetworniki obrazu CCD | 531 |
| 13.6.1. Wprowadzenie | 531 |
| 13.6.2. Mechanizm działania CCD | 531 |
| 13.6.3. Rodzaje przyrządów CCD | 536 |
| 13.6.4. Techniki odczytu sygnału stosowane w matrycach CCD | 541 |
| 13.6.5. Architektura układów odczytu | 546 |
| 13.7. Przetworniki obrazu CMOS | 555 |
| 13.7.1. Wiadomości wstępne | 555 |
| 13.7.2. Rodzaje pikseli | 558 |
| 13.7.3. Układy odczytu sygnału w przetwornikach CMOS | 563 |
| 13.7.4. Architektura układów odczytu przetworników CMOS | 574 |
| Bibliografia do rozdziału trzynastego | 578 |
| 14. Wybrane zagadnienia matryc detektorów 581 | |
| 14.1. Zintegrowany zestaw detektora | 582 |
| 14.2. Przetworniki CCD i CMOS | 587 |
| 14.2.1. Przetworniki CCD | 588 |
| 14.2.2. Przetworniki CMOS | 594 |
| 14.3. Osiągi matryc detektorów podczerwieni | 598 |
| 14.4. Matryce bolometryczne | 607 |
| 14.5. Fotonowe matryce detektorów podczerwieni | 615 |
| 14.5.1. Matryce detektorów z InGaAs | 616 |
| 14.5.2. Matryce detektorów z InSb | 621 |
| 14.5.3. Matryce detektorów barierowych z InAsSb | 624 |
| 14.5.4. Matryce detektorów z HgCdTe | 625 |
| 14.5.5. Matryce QWIP | 631 |
| 14.5.6. Matryce detektorów z supersieci II typu | 633 |
| 14.5.7. Matryce detektorów z półprzewodników domieszkowanych | 636 |
| Bibliografia do rozdziału czternastego | 638 |
| 15. Zaawansowane metody detekcji sygnałów optycznych | 642 |
| 15.1. Detekcja wolnozmiennych sygnałów optycznych poprzez całkowanie sygnału | 642 |
| 15.2. Wzmacniacze selektywne | 646 |
| 15.3. Detekcja fazoczuła | 649 |
| 15.4. Układy detekcji z synchronicznym całkowaniem sygnału | 664 |
| 15.5. Detekcja koherentna | 677 |
| 15.5.1. Detekcja heterodynowa | 680 |
| 15.5.2. Detekcja homodynowa | 686 |
| 15.5.3. Wymagania i trudności odbioru koherentnego | 689 |
| Bibliografia do rozdziału piętnastego | 691 |
| O autorach | 693 |
| Skorowidz | 695 |
KUP NA PREZENT
Detekcja sygnałów optycznych
89,10 zł
Uzupełnij informacje na temat odbiorcy.
Produkt został pomyślnie dodany do koszyka.
Nieudana próba zakupu produktu. Spróbuj jeszcze raz.
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
