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微納結構半導體光探測器

作者：白成林//牛慧娟//黃永清//范鑫燁|責編:周涵//郭學雯
出版社：科學
ISBN：9787030767080

出版日期：2023/10/01
裝幀：平裝
頁數：212

人民幣：RMB 118 元售價：元

內容大鋼

本書以微納結構半導體光探測器為主要研究對象，全面闡述了微納結構半導體光探測器的理論設計方法、製備工藝及測試方法，較為系統、完整地介紹了基於不同類型微納結構半導體光探測器的性能指標、應用以及未來的發展趨勢。通過閱讀本書，讀者可以比較全面地了解相關的原理技術和應用前景。
本書的內容將為基於新結構、新工藝的新型半導體光探測器及其他光電子集成器件研究提供理論和應用基礎，可供光學工程、光電信息科學與工程、通信工程等專業領域的高年級本科生或研究生學習和參考，對上述領域內從事研究、開發、生產的工程技術及研究人員也有重要的參考價值。

作者介紹

白成林//牛慧娟//黃永清//范鑫燁|責編:周涵//郭學雯

前言
第1章  緒論
  1.1  半導體光電器件發展概述
  1.2  半導體光探測器的研究現狀
  1.3  高速、高量子效率光探測器
    1.3.1  PIN光探測器
    1.3.2  單行載流子光探測器
    1.3.3  其他高性能光探測器
  參考文獻
第2章  半導體光電器件基礎
  2.1  半導體物理基本知識
    2.1.1  基本晶體結構
    2.1.2  半導體中的能級躍遷
  2.2  半導體PN結的形成
    2.2.1  半導體中的載流子
    2.2.2  半導體的PN結
    2.2.3  載流子的定向移動
  2.3  光電集成技術
  參考文獻
第3章  微納結構半導體光探測器的研究方法及分類
  3.1  光探測器的工作原理與性能指標
    3.1.1  光探測器的工作原理
    3.1.2  量子效率與響應度
    3.1.3  頻率響應與3dB帶寬
    3.1.4  雜訊
    3.1.5  飽和特性
  3.2  設計分析方法
    3.2.1  麥克斯韋方程組
    3.2.2  泊松方程
    3.2.3  載流子輸運方程
    3.2.4  連續性方程
  3.3  主要物理模型
    3.3.1  載流子統計模型
    3.3.2  載流子遷移模型
    3.3.3  載流子複合模型
  3.4  同質集成的微納結構半導體光探測器
    3.4.1  一鏡斜置三鏡腔型光探測器
    3.4.2  四鏡三腔型光探測器
    3.4.3  蘑菇型光探測器
    3.4.4  金字塔型光探測器
    3.4.5  微環結構光探測器
  3.5  異質集成的微納結構半導體光探測器
    3.5.1  透鏡集成光探測器
    3.5.2  集成亞波長光柵光探測器
    3.5.3  集成分束器的光探測器陣列
    3.5.4  等離子體光探測器
    3.5.5  MSM光探測器
  參考文獻
第4章  微納結構半導體光探測器的模擬分析
  4.1  入射光場分佈對光探測器性能的影響

    4.1.1  入射光場分佈對PIN光探測器的影響
    4.1.2  入射光場分佈對UTC光探測器的影響
    4.1.3  入射光場分佈對微納結構光探測器的影響
  4.2  基於亞波長光柵的RCE微納結構光探測器
    4.2.1  亞波長光柵的理論方法
    4.2.2  RCE光探測器的性能分析
    4.2.3  周期型HCSG-RCE光探測器的設計與模擬
    4.2.4  非周期型HCSG-RCE光探測器的設計與模擬
    4.2.5  HCSG-RCE光探測器的設計與模擬
  4.3  V-型槽微納結構PIN光探測器
    4.3.1  V-型槽對入射光場影響的分析
    4.3.2  V-型槽對量子效率影響的分析
    4.3.3  V-型槽對頻率響應影響的分析
    4.3.4  「方向盤」型電極的模擬分析
  參考文獻
第5章  微納結構半導體光探測器製備工藝與測試
  5.1  薄膜製備工藝及質量表徵
    5.1.1  外延技術
    5.1.2  外延片質量表徵及檢測
  5.2  微納結構光探測器製備的關鍵技術步驟
    5.2.1  光刻技術
    5.2.2  刻蝕技術
    5.2.3  鍍電極技術
  5.3  基於倒錐及V-型槽結構PIN光探測器的製備
    5.3.1  器件的結構及分析
    5.3.2  器件的外延生長與製備
    5.3.3  器件的測試與分析
  5.4  基於錐形吸收腔微納結構光探測器的製備
    5.4.1  器件的結構及分析
    5.4.2  器件的外延生長與製備
    5.4.3  器件的測試與分析
  5.5  基於SOI同心環光柵的蘑菇型檯面PIN光探測器的製備
    5.5.1  器件的結構及分析
    5.5.2  器件的外延生長與製備
    5.5.3  器件的測試與分析
  5.6  周期HCSG-RCE光探測器
    5.6.1  器件的結構及分析
    5.6.2  器件的外延生長與製備
    5.6.3  器件的測試與分析
    5.6.4  小結
  參考文獻
第6章  微納結構半導體光探測器的應用
  6.1  現代高速光通信系統
    6.1.1  波分復用光接入網系統
    6.1.2  相干檢測主幹傳輸網系統
    6.1.3  數據中心光互聯繫統
    6.1.4  寬頻射頻信號光傳輸系統
  6.2  可重構光網路
    6.2.1  基於波長阻斷器的ROADM
    6.2.2  基於平面光波導的ROADM

    6.2.3  基於波長選擇器的ROADM
  6.3  6G 光通信網路
    6.3.1  THz技術中的半導體微結構光探測器
    6.3.2  AI「智慧傳輸」與半導體微結構光探測器
  6.4  綠色光網路
  參考文獻
第7章  微納結構半導體光探測器的發展趨勢
  7.1  微納結構半導體光探測器的新結構
    7.1.1  超高帶寬光探測器
    7.1.2  可穿戴柔性光探測器
    7.1.3  超透鏡陣列光探測器
  7.2  微納結構半導體光探測器的新材料
    7.2.1  黑硅光探測器
    7.2.2  石墨烯光探測器
    7.2.3  高維超表面集成光探測器及陣列
  7.3  微納結構半導體光探測器的新技術
    7.3.1  基於逆向設計的半導體光探測器
    7.3.2  基於光子捕獲結構的半導體光探測器
    7.3.3  基於超表面集成的半導體光探測器
    7.3.4  基於表面等離激元的半導體光探測器
  參考文獻

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