Фотоприемники видимого и ИК диапазонов

Изложены основные физические принципы построения фотоприемников ИК излучения. Рассмотрены Тепловые, фотонные, фотоэмиссионные приемники, применение ПЭС в приемниках ИК излучения, нелинейный гетеродинный прием. Проанализировано влияние различных факторов на основные параметры фотоприемников. Указаны предельно достижимые значения параметров, проведено сравнение с уровнем, достигнутым экспериментально.
Для инженерно-технических работников, занимающихся вопросами разработки и применения фотоприемников.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Микрофотоэлектроника является одним из наиболее быстро развивающихся направлений полупроводниковой электроники. Без использования фотоприемников немыслимо создание важнейших систем и устройств как гражданской, так и оборонной техники. Кино- и фототехника, волоконно-оптические линии связи и дальнометрия, лазерная локация и лазерная передача информации, системы тепловидения и прицеливания, разведка природных ресурсов и астрофизические исследования, диагностика плазмы и ранних этапов заболеваний человека, анализ загрязнений окружающей среды и многие другие области техники не могут успешно развиваться без применения различных типов современных фоточувствительных устройств.

Представляемая читателям книга, посвященная фотоприемникам ИК излучения, вышла в ФРГ уже вторым изданием. Ее отличительной особенностью является попытка при относительно небольшом объеме описать все основные типы фотоприемников, получившие достаточно широкое применение. При этом авторы рассматривают не только фотоприемники на внутреннем фотоэффекте, но и тепловые, и на внешнем фотоэффекте. Это позволяет читателю правильно ориентироваться в этой широкой области техники и выбирать наиболее подходящий тип фотоприемника для того или иного типа аппаратуры.

Еще одним достоинством книги является включение в нее большой главы по гетеродинному приему инфракрасного излучения. В отечественной литературе этот весьма перспективный способ практически не освещен, хотя он обеспечивает возможность создания систем приема, пороговые характеристики которых будут определяться только квантовым шумом.

Если современная микроэлектроника обходится практически только одним полупроводниковым материалом - кремнием, то в микрофотоэлектронике приходится использовать их широкий набор. Практически для каждого спектрального диапазона необходимо использовать свой полупроводниковый материал, а иногда и не один - в зависимости от области применения, т.е. в зависимости от технических требований к фотоприемнику и ожидаемых условий эксплуатации.

Для фотоприемников, разработанных только на основе внутреннего фотоэффекта, широко используются как чистые, так и легированные различными примесями кремний и германий, сульфиды свинца и кадмия, антимонид и арсенид индия, арсенид и фосфид галлия, твердые растворы арсенидов галлия и алюминия. В связи с развитием тепловидения резко возрос интерес к твердым растворам теллуридов кадмия и ртути, которые выходят на первое место при использовании в системах инфракрасной техники, несмотря на трудности получения монокристаллов высокого качества, требуемого для создания современных фотоприемников.