紫外探测技术 [UV Detection Technique] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

　　《紫外探测技术》系统介绍了紫外探测技术的基本概念、系统构成原理和应用。全书共分6章，内容包括紫外探测技术概论、紫外大气传输特性、紫外目标特性及仿真、紫外成像技术、紫外探测器件、紫外探测技术的应用等。
　　《紫外探测技术》内容翔实、理论充分、涵盖面广，它是微光夜视技术重点实验室技术人员结合自己所从事的科研工作及积累的经验数据，总结可作为高等院校研究生及从事紫外技术研究的科技工作者的参考书。

内页插图

目录

第一章 绪论
1．1 紫外探测技术
1．2 紫外探测技术的应用
1．2．1 紫外导弹告警
1．2．2 天基战略导弹预警
1．2．3 狙击手探测
1．2．4 紫外通信
1．2．5 紫外望远镜
1．2．6 紫外星敏感器
1．2．7 灾害天气预报
1．2．8 指纹识别
1．2．9 高压电晕
1．2．10 水质监测
1．2．11 海洋油污检测
1．2．12 染病谷物的剔除
1．2．13 紫外皮肤病检测
1．3 紫外探测器
1．3．1 外光电效应紫外探测器
1．3．2 内光电效应紫外探测器
1．4 紫外探测技术的发展趋势

第二章 紫外大气传输特性
2．1 紫外大气传输基本理论
2．1．1 大气
2．1．2 紫外线在大气中的传输特性
2．2 紫外辐射测量方法及其设备
2．2．1 辐射的基本概念
2．2．2 紫外辐射传输的测量
2．2．3 大气衰减系数的测量计算
2．2．4 紫外辐射的测量仪器

第三章 紫外目标特性及仿真
3．1 几种典型的紫外目标特性
3．1．1 低空导弹尾焰紫外辐射特性
3．1．2 高压线电晕区紫外辐射特性
3．1．3 紫外辐射源
3．2 紫外目标特性仿真
3．2．1 紫外目标辐射特性仿真
3．2．2 目标紫外散射特性仿真

第四章 紫外成像探测技术
4．1 紫外成像系统原理及构成
4．1．1 紫外成像探测系统设计的若干理论问题
4．1．2 紫外成像探测系统光学系统设计
4．2 紫外成像系统试验
4．2．1 探测系统仿真模型
4．2．2 半实物仿真测试
4．2．3 内场性能测试
4．2．4 外场试验评估
4．2．5 飞行试验
4．3 典型紫外成像系统
4．3．1 成像型紫外告警系统
4．3．2 紫外成像传感器
4．4 可见光与紫外图像融合技术
4．4．1 图像预处理
4．4．2 图像融合

第五章 紫外探测器件
5．1 外光电效应紫外探测器
5．1．1 成像型卦光电效应紫外探测器基本原理
5．1．2 成像型外光电效应紫外探测器特征参数
5．1．3 成像型外光电效应紫外探测器技术特点
5．1．4 非成像型外光电效应紫外探测器
5．2 内光电效应紫外探测器
5．2．1 内光电效应紫外紫外探测器基础
5．2．2 GaN紫外探测器
5．2．3 SiC紫外探测器
5．2．4 氧化锌（Zn0）紫外探测器

第六章 紫外探测技术应用实例
6．1 紫外导弹告警
6．1．1 紫外导弹告警的工作原理
6．1．2 寻的器
6．1．3 紫外导弹告警系统的发展历程
6．2 紫外光通信
6．3 指纹识别紫外系统
6．4 紫外电晕检测
6．5 紫外探测在冰雹预报中的应用
参考文献

前言/序言

　　紫外探测技术是继可见光、红外、激光、雷达、毫米波等探测技术之后新兴的一项军民两用光电探测技术。由于紫外辐射在大气中传播时具有强烈的散射性，使得紫外探测技术在军事上的应用倍受瞩目，发展很快。在民用市场方面，紫外探测技术在许多领域都有着广泛应用，例如在荧光分析技术、生物化学技术、环境监测、公安刑侦、光信息高密度存储、火灾报警和伪钞鉴别以及医疗保健等领域。
　　本书介绍了紫外探测技术的基本概念、系统构成原理和应用。全书共分6章，内容包括紫外探测技术概论、紫外大气传输特性、紫外目标特性及仿真、紫外成像技术、紫外探测器件、紫外探测技术的应用等。
　　本书由石峰（第一章，第四章），程宏昌（第五章），闫磊（第六章），苗壮（第二章），拜晓锋（第三章）等编著。参加部分章节编写工作人员有：牛森（第二章），任彬、焦岗成、闫磊（第三章），张连东、刘晖、冯刘、陈畅、朱宇峰（第五章），袁渊、王龙、周玉监（第六章）。岳丹、郭雅宁统稿。
　　本书的撰写工作是在昆明物理研究所领导的指导下进行的。在本书撰写、审阅、编校、排版过程中，微光夜视技术重点实验室人员以很大热情给予了全面支持和协作，在此表示深深的感谢。还要感谢本书各章节的作者和审稿人为全书的编写和审阅所做的贡献。还需特别指出的是，微光夜视技术第二届学术委员会的委员们在编书过程中给予了很大鼓励，感谢国防工业出版社在本书出版上做出的不懈努力和出色的工作，谨向他们表示感谢。

《光电探测器原理与应用》 内容简介 本书深入剖析了现代光电探测器的工作原理、关键技术以及在各领域的广泛应用。全书共分为五个部分，系统地介绍了光电探测器的发展历程、基本理论、各类典型器件、性能评估与优化，以及前沿研究方向。 第一部分：光电探测器的发展历程与基本原理 本部分首先回顾了光电探测器的发展史，从早期基于光电效应的器件，如硒光电池、光电管，到如今集成度高、灵敏度强的半导体探测器，展现了技术进步的脉络。接着，详细阐述了光电探测器的基本工作原理，重点讲解了光与物质相互作用的几种主要机制： 光电导效应（Photoconductivity Effect）： 物质在光照下电阻率发生变化的现象。本书会从能带理论角度解释电子-空穴对的产生、载流子的输运和复合过程，分析不同半导体材料的光电导特性。 光伏效应（Photovoltaic Effect）： 半导体PN结或肖特基结在光照下产生光生电压的现象。深入探讨了PN结内部的电场分布、光生载流子的分离和收集机制，以及影响光伏效应效率的因素。 光电发射效应（Photoelectric Emission Effect）： 物质表面吸收光子能量，释放出电子的现象。详细介绍光电效应的类型（外光电效应、内光电效应），以及在真空管和一些特殊光电倍增管中的应用。 此外，本部分还将介绍光电探测器的基本组成部分，包括光敏材料、电极结构、信号输出电路等，并为后续章节的学习打下坚实的理论基础。 第二部分：各类典型光电探测器详解 本部分将对市场上和实验室中常见的各类光电探测器进行详细介绍，分析其结构、工作原理、性能特点及适用范围： 光电导探测器（Photoconductive Detectors）： 硫化物光电导管（Chalcogenide Photoconductors）： 如CdS、CdSe等，介绍其在可见光区域的响应特性，及其在光控开关、光传感器等领域的应用。 硅光电导器件（Silicon Photoconductors）： 探讨硅材料在近红外区域的响应，以及其作为基本光电导材料的优势。 红外光电导探测器（Infrared Photoconductive Detectors）： 重点介绍InSb、HgCdTe等化合物半导体材料，分析其在不同红外波段的响应机制，以及在红外成像、气体检测等方面的应用。 光伏探测器（Photovoltaic Detectors）： PN结光电二极管（PN Junction Photodiodes）： 详细讲解硅、锗、砷化镓等材料的光电二极管，分析其响应速度、量子效率、暗电流等关键参数，以及在光通信、光检测、医疗器械等领域的广泛应用。 PIN光电二极管（PIN Photodiodes）： 介绍PIN结构如何提高响应速度和降低结电容，以及其在高速光通信接收端的优势。 雪崩光电二极管（Avalanche Photodiodes, APDs）： 重点阐述APD的载流子倍增机制，分析其高灵敏度特性，以及在长距离光纤通信、激光测距等领域的应用。 光伏红外探测器（Photovoltaic Infrared Detectors）： 介绍InGaAs、HgCdTe等材料制成的光伏红外探测器，分析其工作温度、探测率等参数，以及在红外热成像、遥感等领域的应用。 其他类型探测器： 光电倍增管（Photomultiplier Tubes, PMTs）： 详细介绍PMT的阴极、倍增极、阳极结构，以及电子倍增原理，分析其极高的灵敏度和宽广的动态范围，及其在粒子物理、天文学、生物发光检测等领域的应用。 热释电红外探测器（Pyroelectric Infrared Detectors）： 介绍其基于温度变化引起电荷变化的原理，分析其在被动红外传感、人体感应等方面的应用。 光电导开关（Photoconductive Switches）与光电晶体管（Phototransistors）： 介绍其作为光控开关和放大器件的功能，以及在光耦合器、自动控制系统中的应用。 第三部分：光电探测器的关键性能参数与评估 本部分将深入探讨衡量光电探测器性能的关键参数，并介绍相应的评估方法： 响应度（Responsivity, R）： 定义、单位，以及与材料吸收系数、量子效率的关系。 量子效率（Quantum Efficiency, QE）： 内量子效率（IQE）与外量子效率（EQE）的概念，及其对探测器性能的影响。 探测率（Detectivity, D）： 定义、单位，以及与噪声电流、信号的关系。重点介绍D作为探测器综合性能指标的重要性。 响应时间（Response Time）： 载流子寿命、结电容、负载电阻等因素对响应时间的影响，以及在高速应用中的重要性。 噪声（Noise）： 详细分析各种噪声源，包括散粒噪声（Shot Noise）、热噪声（Thermal Noise）、闪烁噪声（Flicker Noise）、暗电流噪声（Dark Current Noise）等，并介绍如何减小噪声以提高信噪比。 光谱响应范围（Spectral Response Range）： 介绍不同材料的光谱截止频率，以及如何通过材料选择和结构设计来调控探测器的响应波段。 动态范围（Dynamic Range）： 定义及其在不同应用中的重要性。 饱和度（Saturation）： 分析探测器在高光强下的行为。 本部分还将介绍标准的测试方法和设备，例如使用单色仪、光源、示波器、频谱分析仪等进行参数测量。 第四部分：光电探测器的信号处理与优化 光电探测器输出的微弱信号往往需要进行有效的处理和增强。本部分将重点介绍： 前置放大器（Preamplifiers）： 介绍不同类型的放大器，如跨阻放大器（Transimpedance Amplifiers, TIAs）、电压放大器等，以及它们在匹配探测器阻抗、降低噪声、提高增益方面的作用。 滤波技术（Filtering Techniques）： 介绍低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等在去除噪声、提取有用信号方面的应用。 锁相放大器（Lock-in Amplifiers）： 详细阐述锁相放大器的工作原理，如何通过同步检测大幅度提高信噪比，尤其适用于探测微弱交流信号。 数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）： 介绍模数转换（ADC）、数字滤波、平均、傅里叶变换等数字信号处理技术在提升探测器性能和数据分析中的应用。 探测器优化技术： 抗反射涂层（Anti-Reflection Coatings, ARCs）： 介绍如何通过ARCs提高光吸收效率。 表面钝化（Surface Passivation）： 讲解如何降低表面复合速率，减小暗电流。 掺杂与界面工程（Doping and Interface Engineering）： 分析如何通过精确控制掺杂浓度和界面特性来优化器件性能。 背照式与前照式结构（Back-Illuminated and Front-Illuminated Structures）： 讨论不同结构对光利用率和响应速度的影响。 第五部分：光电探测器的前沿技术与应用展望 本部分将聚焦光电探测领域的最新研究进展和未来发展趋势： 新型光敏材料： 介绍量子点（Quantum Dots）、钙钛矿（Perovskites）、二维材料（如石墨烯、MoS2）等在构建新型高性能光电探测器方面的潜力。 集成化与微型化： 探讨将光电探测器与电子电路、光学元件集成，实现小型化、低功耗、高集成度的系统。 多功能探测器： 介绍集成了多种响应波段、具备自校准、自诊断功能的光电探测器。 人工智能与机器学习在光电探测中的应用： 讨论如何利用AI技术优化探测器设计、提升信号处理能力、实现智能化的光信号识别和分析。 特定领域的应用拓展： 生物医学： 高灵敏度生物传感器、成像设备、疾病诊断。 环境监测： 气体分析、污染物检测、遥感。 工业制造： 质量控制、无损检测、自动化生产。 航空航天： 空间探测、天文观测、导航系统。 安防监控： 夜视、行人识别、目标跟踪。 本书旨在为读者提供一个全面、深入、系统的光电探测器知识体系，无论是初学者还是有经验的工程师、研究人员，都能从中受益，并为未来的科研与工程实践提供宝贵的参考。