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半导体激光器
作者:江剑平编著
出版社:电子工业出版社
出版时间:2001-07-01
ISBN:9787505355354
定价:¥48.00
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内容简介
本书以半导体激光器在信息光电子技术中的应用为背景,比较全面地介绍了半导体激光器的基本工作原理、器件结构、工作特性、主要材料与工艺技术及若干应用实例。结论中简要回顾了半导体激光器的发展历史,介绍了它的主要应用及展望。全书共分12章,第1、2、3、章讲述了半导体激光器的物理基础、电子与光子的相互作用及半导体激光器的工作原理;第4、5章介绍F-P腔半导体激光器的基本结构、工作性能及动态特性;第6章讨论动态单模工作的分布反馈式(DFB)和分布布拉格反射式(DBR)半导体激光器;第7章介绍可见光、蓝绿光、中远红外半导体激光器及垂直腔面发射激光器(VCSEL);第8章讲述量子阱及应变量子阱激光器;第9章论述半导体激光放大器及其应用;第10章讨论半导体激光器列阵及光电子集成;第11章介绍半导体激光器的材料、工艺及可靠性;第12章简要介绍了半导体激光器的几个应用实例。本书可供光电子技术,激光与红外,光学仪器与工程,光纤通信等专业的高年级大学生、研究生作为教学参考书。对上述领域内从事研究、开发、生产的工程技术及研究人员也很有参考价值。
作者简介
暂缺《半导体激光器》作者简介
目录
第1章半导体激光器的物理基础
1.1晶体结构.能带和杂质能级
1.1.1晶体结构
1.1.2能带的形成
1.1.3直接带隙与间接带隙
1.1.4杂质能级
1.1.5能带尾态
1.2半导体中载流子的统计分布及输运
1.2.1热平衡状态下半导体中的载流子
1.2.2非平衡状态下半导体中的载流子
1.2.3非平衡载流子的输运
1.3半导体异质结
1.3.1突变pN异质结
1.3.2突变同型异质结
1.3.3异质结的主要性质
第2章光子与半导体中载流子的相互作用
2.1半导体内的量子跃迁
2.1.1半导体内量子跃迁的过程
2.1.2半导体内量子跃迁的特点
2.2光子密度与能量分布函数
2.3跃迁速率与爱因斯坦(Einstein)关系
2.3.1自发光发射跃迁
2.3.2受激光发射跃迁
2.3.3受激光吸收跃迁
2.3.4爱因斯坦关系
2.4自发发射.受激发射与受激吸收间的关系
2.4.1净受激发射速率
2.4.2吸收系数
2.4.3自发发射速率与吸收系数的关系
2.4.4自发发射速率与受激发射速率的关系
2.5跃迁矩阵元.跃迁几率
2.5.1含时间的微扰理论
2.5.2微扰算符
2.5.3跃迁矩阵元与跃迁几率
2.6半导体中总的受激发射速率
2.7半导体中的载流子复合
2.7.1辐射复合
2.7.2非辐射复合
第3章半导体激光器的工作原理
3.1粒子数反转分布与光增益
3.2阈值条件和增益分布
3.2.1阈值增益
3.2.2增益谱计算
3.2.3增益系数与电流密度的关系
3.2.4增益饱和
3.3半导体激光器的模式理论
3.3.1激光二极管中的波动方程
3.3.2电学常数与光学常数
3.3.3电磁辐射的TE模与TM模
3.3.4对称三层介质平板波导
3.3.5图解
3.3.6不对称三层介质平板波导
3.3.7模截止条件
3.4限制因子
3.5导波有源层中导波机理的分类
3.6垂直于PN结平面的波导效应
3.7模式选择
3.8矩形介质波导
第4章FP腔半导体激光器的结构及特性
4.1结构简介
4.2FP腔宽接触DH激光器
4.2.1阈值电流密度
4.2.2半导体激光器的效率
4.2.3半导体激光器的远场特性
4.2.4光谱特性
4.3条形激光器介绍
4.4条形激光器的理论分析
4.4.1电流扩展
4.4.2载流子扩散
4.4.3光增益
4.4.4平面结构中的导波效应
4.4.5非平面结构中的导波效应
4.4.6光功率(P)-电流(I)特性
4.5增益导引激光器
4.6折射率导引激光器
4.6.1弱折射率导引激光器
4.6.2强折射率导引激光器
第5章半导体激光器的动态特性
5.1速率方程
5.1.1速率方程的稳态解
5.2接通延迟
5.3弛豫振荡
5.4自持脉冲
5.5光谱线宽
5.6调制特性
5.6.1速率方程
5.6.2小信号正弦波强度调制
5.6.3大信号效应和脉码调制
5.6.4高频调制下的受激发射光谱
5.7噪声特性
5.7.1强度调制噪声
5.7.2频率调制噪声
5.7.3其他噪声源
第6章分布反馈式半导体激光器与分布布拉格反射式半导体激光器
6.1概念的提出
6.1.1简要回顾
6.2理论分析
6.3具有均匀光栅的DFBLD
6.4λ/4相移的DFBLD
6.5增益耦合DFBLD
6.6DBR激光器
6.7工作特性
6.7.1温度与电流注入特性
6.7.2光谱及线宽
6.7.3偏振选择性
6.7.4动态单模与啁啾
6.8制造技术
6.9光栅制造
6.10波长可调谐激光器
6.10.1调谐基本原理
6.10.2影响调谐范围的因素
6.10.3扩大调谐范围的措施
6.11近期进展
6.11.1高速激光器
6.11.2窄线宽激光器
6.11.3光栅面发射激光器
第7章其他半导体激光器
7.1可见光半导体激光器
7.1.1InGaAlP激光器的结构及性能
7.2半导体蓝.绿光激光器
7.2.1SiC材料激光器
7.2.2Ⅲ族元素氮化物激光器
7.2.3ⅣⅥ族蓝绿光激光器
7.3中.远红外半导体激光器
7.3.1ⅢⅤ族化合物半导体
7.3.2ⅡⅥ族化合物半导体
7.3.3ⅣⅥ族化合物半导体
7.4垂直腔面发射激光器(VCSEL)
7.4.1引言
7.4.2历史简要回顾
7.4.3VCSEL结构
7.4.4VCSEL的制造
7.4.5激光器阵列
7.4.6VCSEL特性
7.5VCSEL阵列
7.5.1多波长阵列
7.5.2独立可寻址(Addressable)阵列
7.5.3高速多波长阵列
7.5.4长波长VCSEL
7.5.5可见光VCSEL
第8章量子阱半导体激光器
8.1引言
8.2量子阱.超晶格物理基础
8.2.1半导体超晶格
8.2.2量子阱中电子的能量状态
8.2.3二维电子气的台阶状态密度分布
8.2.4量子阱中的激子效应
8.2.5量子阱中载流子的能量分布
8.3量子阱激光器工作原理
8.3.1量子阱中载流子的收集与复合
8.3.2注入电流与增益
8.3.3增益与量子阱厚度的关系
8.4量子阱激光器的结构与特性
8.4.1量子阱激光器的结构
8.4.2量子阱激光器的基本特性
8.5应变量子阱激光器
8.5.1晶格失配与应变
8.5.2临界厚度
8.5.3应变量子阱的能带结构
8.5.4应变量子阱激光器的增益特性
8.5.5应变量子阱激光器
8.6新型量子阱激光器
8.6.1低维超晶格——量子线.量子点激光器
8.6.2量子级联激光器
第9章半导体激光放大器(SLA)及其应用
9.1引言
9.2增益特性
9.2.1增益谱和带宽
9.2.2增益饱和
9.2.3放大器噪声
9.3放大器的设计
9.3.1FP放大器
9.3.2行波放大器
9.4放大器的特性
9.4.1放大器带宽
9.4.2饱和功率
9.4.3噪声因子
9.4.4偏振灵敏性
9.5多量子阱放大器
9.6SLA的应用
9.6.1光通信系统中的应用
9.6.2高功率应用
9.6.3脉冲放大
9.6.4光子开关
9.6.5波长转换器
9.6.6波长可调谐滤波器
第10章半导体激光器列阵(SLDA)及光电子集成(OEIC)
10.1引言
10.2耦合模理论
10.2.1耦合模方程
10.2.2多波导系统内的模耦合
10.2.3耦合模理论的改进
10.2.4耦合模理论应用的限制
10.3折射率导引列阵
10.3.1基本结构
10.3.2均匀列阵
10.4增益导引列阵
10.4.1基本结构
10.4.2均匀列阵
10.5增强模的选择机制
10.5.1高阶模的截止
10.5.2由近间隔反波导组成的列阵
10.6应用简介
10.7光电子集成回路(OEIC)及光子集成回路(PIC)
10.7.1多段DBR可调谐激光器
10.7.2激光器与调制器或放大器的集成
10.8集成激光器发射组件
10.8.1OEIC的结构
10.8.2集成LD发射组件
10.8.3光电子集成的发展趋势
第11章半导体激光器的材料.工艺及可靠性
11.1半导体激光器的材料
11.1.1GaAs及其三元化合物
11.1.2InP及其三元.四元化合物
11.2ⅢⅤ族化合物的外延生长
11.2.1液相外延(LPE)
11.2.2金属有机化学气相沉积(MOCVD)
11.2.3分子束外延(MBE)
11.2.4化学分子束外延(CBE)
11.3半导体外延材料的性能检测
11.3.1半导体异质结显示
11.3.2异质结晶格匹配度的测定
11.3.3光荧光测量
11.4半导体激光器的制造工艺
11.4.1引言
11.4.2化合物半导体中的掺杂扩散
11.4.3化学腐蚀
11.5欧姆接触
11.6后步工艺
11.7半导体激光器的可靠性
第12章半导体激光器的应用
12.1光纤通信
12.1.1速率要求
12.1.2光谱和功率的要求
12.1.3相干光通信
12.1.4多信道系统
12.1.5其他附加考虑
12.2半导体激光器与光纤的耦合
12.3光学数据存储——光盘技术
12.3.1引言
12.3.2光盘的数据读出
12.3.3用于光写入的半导体激光器
12.3.4光反馈的影响
12.3.5小结
12.4激光二极管泵浦的固体激光器(DPSL)
12.4.1引言
12.4.2激光二极管的泵浦方式
12.4.3激光增益晶体
12.4.4泵浦用半导体激光器及列阵
12.5半导体激光器的其他应用
12.5.1军事方面的应用
12.5.2激光打印
12.5.3原子物理中的应用
附录英语缩略词英-汉对照表
1.1晶体结构.能带和杂质能级
1.1.1晶体结构
1.1.2能带的形成
1.1.3直接带隙与间接带隙
1.1.4杂质能级
1.1.5能带尾态
1.2半导体中载流子的统计分布及输运
1.2.1热平衡状态下半导体中的载流子
1.2.2非平衡状态下半导体中的载流子
1.2.3非平衡载流子的输运
1.3半导体异质结
1.3.1突变pN异质结
1.3.2突变同型异质结
1.3.3异质结的主要性质
第2章光子与半导体中载流子的相互作用
2.1半导体内的量子跃迁
2.1.1半导体内量子跃迁的过程
2.1.2半导体内量子跃迁的特点
2.2光子密度与能量分布函数
2.3跃迁速率与爱因斯坦(Einstein)关系
2.3.1自发光发射跃迁
2.3.2受激光发射跃迁
2.3.3受激光吸收跃迁
2.3.4爱因斯坦关系
2.4自发发射.受激发射与受激吸收间的关系
2.4.1净受激发射速率
2.4.2吸收系数
2.4.3自发发射速率与吸收系数的关系
2.4.4自发发射速率与受激发射速率的关系
2.5跃迁矩阵元.跃迁几率
2.5.1含时间的微扰理论
2.5.2微扰算符
2.5.3跃迁矩阵元与跃迁几率
2.6半导体中总的受激发射速率
2.7半导体中的载流子复合
2.7.1辐射复合
2.7.2非辐射复合
第3章半导体激光器的工作原理
3.1粒子数反转分布与光增益
3.2阈值条件和增益分布
3.2.1阈值增益
3.2.2增益谱计算
3.2.3增益系数与电流密度的关系
3.2.4增益饱和
3.3半导体激光器的模式理论
3.3.1激光二极管中的波动方程
3.3.2电学常数与光学常数
3.3.3电磁辐射的TE模与TM模
3.3.4对称三层介质平板波导
3.3.5图解
3.3.6不对称三层介质平板波导
3.3.7模截止条件
3.4限制因子
3.5导波有源层中导波机理的分类
3.6垂直于PN结平面的波导效应
3.7模式选择
3.8矩形介质波导
第4章FP腔半导体激光器的结构及特性
4.1结构简介
4.2FP腔宽接触DH激光器
4.2.1阈值电流密度
4.2.2半导体激光器的效率
4.2.3半导体激光器的远场特性
4.2.4光谱特性
4.3条形激光器介绍
4.4条形激光器的理论分析
4.4.1电流扩展
4.4.2载流子扩散
4.4.3光增益
4.4.4平面结构中的导波效应
4.4.5非平面结构中的导波效应
4.4.6光功率(P)-电流(I)特性
4.5增益导引激光器
4.6折射率导引激光器
4.6.1弱折射率导引激光器
4.6.2强折射率导引激光器
第5章半导体激光器的动态特性
5.1速率方程
5.1.1速率方程的稳态解
5.2接通延迟
5.3弛豫振荡
5.4自持脉冲
5.5光谱线宽
5.6调制特性
5.6.1速率方程
5.6.2小信号正弦波强度调制
5.6.3大信号效应和脉码调制
5.6.4高频调制下的受激发射光谱
5.7噪声特性
5.7.1强度调制噪声
5.7.2频率调制噪声
5.7.3其他噪声源
第6章分布反馈式半导体激光器与分布布拉格反射式半导体激光器
6.1概念的提出
6.1.1简要回顾
6.2理论分析
6.3具有均匀光栅的DFBLD
6.4λ/4相移的DFBLD
6.5增益耦合DFBLD
6.6DBR激光器
6.7工作特性
6.7.1温度与电流注入特性
6.7.2光谱及线宽
6.7.3偏振选择性
6.7.4动态单模与啁啾
6.8制造技术
6.9光栅制造
6.10波长可调谐激光器
6.10.1调谐基本原理
6.10.2影响调谐范围的因素
6.10.3扩大调谐范围的措施
6.11近期进展
6.11.1高速激光器
6.11.2窄线宽激光器
6.11.3光栅面发射激光器
第7章其他半导体激光器
7.1可见光半导体激光器
7.1.1InGaAlP激光器的结构及性能
7.2半导体蓝.绿光激光器
7.2.1SiC材料激光器
7.2.2Ⅲ族元素氮化物激光器
7.2.3ⅣⅥ族蓝绿光激光器
7.3中.远红外半导体激光器
7.3.1ⅢⅤ族化合物半导体
7.3.2ⅡⅥ族化合物半导体
7.3.3ⅣⅥ族化合物半导体
7.4垂直腔面发射激光器(VCSEL)
7.4.1引言
7.4.2历史简要回顾
7.4.3VCSEL结构
7.4.4VCSEL的制造
7.4.5激光器阵列
7.4.6VCSEL特性
7.5VCSEL阵列
7.5.1多波长阵列
7.5.2独立可寻址(Addressable)阵列
7.5.3高速多波长阵列
7.5.4长波长VCSEL
7.5.5可见光VCSEL
第8章量子阱半导体激光器
8.1引言
8.2量子阱.超晶格物理基础
8.2.1半导体超晶格
8.2.2量子阱中电子的能量状态
8.2.3二维电子气的台阶状态密度分布
8.2.4量子阱中的激子效应
8.2.5量子阱中载流子的能量分布
8.3量子阱激光器工作原理
8.3.1量子阱中载流子的收集与复合
8.3.2注入电流与增益
8.3.3增益与量子阱厚度的关系
8.4量子阱激光器的结构与特性
8.4.1量子阱激光器的结构
8.4.2量子阱激光器的基本特性
8.5应变量子阱激光器
8.5.1晶格失配与应变
8.5.2临界厚度
8.5.3应变量子阱的能带结构
8.5.4应变量子阱激光器的增益特性
8.5.5应变量子阱激光器
8.6新型量子阱激光器
8.6.1低维超晶格——量子线.量子点激光器
8.6.2量子级联激光器
第9章半导体激光放大器(SLA)及其应用
9.1引言
9.2增益特性
9.2.1增益谱和带宽
9.2.2增益饱和
9.2.3放大器噪声
9.3放大器的设计
9.3.1FP放大器
9.3.2行波放大器
9.4放大器的特性
9.4.1放大器带宽
9.4.2饱和功率
9.4.3噪声因子
9.4.4偏振灵敏性
9.5多量子阱放大器
9.6SLA的应用
9.6.1光通信系统中的应用
9.6.2高功率应用
9.6.3脉冲放大
9.6.4光子开关
9.6.5波长转换器
9.6.6波长可调谐滤波器
第10章半导体激光器列阵(SLDA)及光电子集成(OEIC)
10.1引言
10.2耦合模理论
10.2.1耦合模方程
10.2.2多波导系统内的模耦合
10.2.3耦合模理论的改进
10.2.4耦合模理论应用的限制
10.3折射率导引列阵
10.3.1基本结构
10.3.2均匀列阵
10.4增益导引列阵
10.4.1基本结构
10.4.2均匀列阵
10.5增强模的选择机制
10.5.1高阶模的截止
10.5.2由近间隔反波导组成的列阵
10.6应用简介
10.7光电子集成回路(OEIC)及光子集成回路(PIC)
10.7.1多段DBR可调谐激光器
10.7.2激光器与调制器或放大器的集成
10.8集成激光器发射组件
10.8.1OEIC的结构
10.8.2集成LD发射组件
10.8.3光电子集成的发展趋势
第11章半导体激光器的材料.工艺及可靠性
11.1半导体激光器的材料
11.1.1GaAs及其三元化合物
11.1.2InP及其三元.四元化合物
11.2ⅢⅤ族化合物的外延生长
11.2.1液相外延(LPE)
11.2.2金属有机化学气相沉积(MOCVD)
11.2.3分子束外延(MBE)
11.2.4化学分子束外延(CBE)
11.3半导体外延材料的性能检测
11.3.1半导体异质结显示
11.3.2异质结晶格匹配度的测定
11.3.3光荧光测量
11.4半导体激光器的制造工艺
11.4.1引言
11.4.2化合物半导体中的掺杂扩散
11.4.3化学腐蚀
11.5欧姆接触
11.6后步工艺
11.7半导体激光器的可靠性
第12章半导体激光器的应用
12.1光纤通信
12.1.1速率要求
12.1.2光谱和功率的要求
12.1.3相干光通信
12.1.4多信道系统
12.1.5其他附加考虑
12.2半导体激光器与光纤的耦合
12.3光学数据存储——光盘技术
12.3.1引言
12.3.2光盘的数据读出
12.3.3用于光写入的半导体激光器
12.3.4光反馈的影响
12.3.5小结
12.4激光二极管泵浦的固体激光器(DPSL)
12.4.1引言
12.4.2激光二极管的泵浦方式
12.4.3激光增益晶体
12.4.4泵浦用半导体激光器及列阵
12.5半导体激光器的其他应用
12.5.1军事方面的应用
12.5.2激光打印
12.5.3原子物理中的应用
附录英语缩略词英-汉对照表
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