半導體激光器激光波導模式理論下冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭長誌編著 著

圖書標籤:

• 半導體激光器
• 激光波導
• 模式理論
• 光電子
• 光學
• 半導體物理
• 激光技術
• 通信
• 集成光學
• 微光子學

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030462619

商品編碼：10068505428

齣版時間：2015-11-01

作  者:郭長誌 編著 著作 定  價:168 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2015年11月01日 頁  數:452 裝  幀:精裝 ISBN:9787030462619 ●第3章緩變波導
●3.1延伸拋物型波導
●3.1.1二維延伸拋物型實摺射率波導
●3.1.2齣射光束
●3.1.3一維延伸拋物型復摺射率波導
●3.1.4模式穩定性
●3.2突變—緩變波導
●3.2.1模式電場方程的一維化
●3.2.2突變—延伸拋物型波導
●3.2.3突變—平方正切波導
●3.2.4突變—延伸冪函數波導
●3.3截斷緩變波導
●3.3.1突變—平方雙麯正切波導
●3.3.2突變—截斷冪函數波導
●3.4有源區內的注入載流子分布
●3.4.1載流子的雙極性擴散過程
●3.4.2有源區內垂直於結平麵方嚮的載流子分布
●3.4.3結電流分布模型
●3.4.4一維化結電壓模型
●3.4.5二維條形結電壓分布和改進的模型
●部分目錄

內容簡介

本書討論用半導體和金屬等材料實現光波導腔作用的設計理論。共分四章，**章論述經典場論基礎、半導體和金屬材料的光學性質及其理論、光波導腔的可能結構方案。第二、第三章分彆係統討論集中反饋方式的突變和緩變光波導結構與其光模式的空間和頻譜分布的關係及其控製作用和設計。第四章討論分布反饋方式的水平腔和垂直腔光波導結構與其光模式的空間和頻譜分布的關係及其控製作用和設計。

《半導體激光器激光波導模式理論下冊》是一本聚焦於半導體激光器核心物理機製和工程應用原理的學術專著，深入探討瞭構成現代信息技術基石的半導體激光器中，激光波導與光模式傳播的精妙理論。本冊內容承接上冊，係統性地闡述瞭半導體激光器中更為復雜和先進的波導結構、多模行為、偏振特性以及光場與物質相互作用的深層機理。 本書首先從基本原理齣發，迴顧瞭半導體材料的光學特性，如能帶結構、載流子動力學以及光生電荷的産生與復閤過程，這是理解激光器增益機製和光場形成的基礎。隨後，重點深入到半導體激光器中的波導結構設計與分析。不同於簡單的單模波導，本冊詳細介紹瞭多層膜結構、脊形波導、嵌入式波導等復雜波導的設計理念，以及它們如何影響光場的限製和傳播。書中對波導的有效摺射率法、模式匹配法等求解光場分布的方法進行瞭詳盡推導和闡釋，並結閤有限元法、有限差分法等數值模擬技術，展示瞭如何精確預測和優化波導的各項性能參數。 特彆地，本書花費大量篇幅探討瞭激光器中的多模現象。在實際的半導體激光器製造中，由於波導結構的不完美、尺寸的變化或增益分布的不均勻，常常會激發並支持多種橫嚮模式的傳播。這些高階模式的存在，對於激光器的光譜特性、輸齣功率、光束質量以及在光縴通信、激光加工等應用中的性能都有著至關重要的影響。本書深入分析瞭不同模式的場分布、傳播常數、損耗以及模式間的耦閤機理，並提齣瞭抑製高階模式、增強基模輸齣的有效手段，例如通過精心設計的波導橫截麵形狀、增益分布的調控以及注入光強的優化。 偏振特性是半導體激光器另一個不容忽視的重要方麵。許多應用，如偏振敏感的光學測量、偏振復用通信係統等，都對激光器的偏振輸齣有嚴格要求。本書係統地分析瞭決定半導體激光器偏振特性的各種物理因素，包括材料的晶體結構、波導的幾何對稱性、增益各嚮異性、以及腔內反射鏡的偏振依賴性等。通過理論建模和仿真分析，書中揭示瞭如何設計和製造具有穩定綫偏振或圓偏振輸齣的半導體激光器，並探討瞭偏振控製的常用技術，如采用特定晶嚮的半導體材料、設計非對稱波導結構、引入偏振保持耦閤器等。 此外，本書還對光場與半導體材料的相互作用進行瞭更深層次的探討。這包括瞭激子-極化激元耦閤、非綫性光學效應在半導體激光器中的錶現，以及載流子注入、光場反饋與增益飽和等動力學過程的相互耦閤。這些相互作用深刻地影響著激光器的閾值特性、動態響應、譜綫展寬以及調製性能。書中通過引入復雜的速率方程組以及更精細的量子力學模型，對這些動力學過程進行瞭嚴謹的分析，並為理解和設計高性能的半導體激光器提供瞭堅實的理論基礎。 在應用層麵，本書也緊密結閤瞭最新的研究進展和工程實踐。例如，在分布式反饋（DFB）激光器和分布式布拉格反射（DBR）激光器中，波導模式的精確控製是實現窄綫寬、高邊模抑製比的關鍵；在量子點激光器和量子阱激光器中，微納結構波導的設計直接關係到器件的增益特性和激射性能；在光通信係統中，如何利用多模光縴與半導體激光器的耦閤，以及如何剋服多模色散問題，也是本書所關注的重點。 本書的寫作風格嚴謹而清晰，理論推導詳細，同時輔以大量的圖錶和數值計算示例，幫助讀者更好地理解抽象的物理概念。每一章節都力求從基礎原理齣發，逐步深入到復雜的理論模型和工程應用，力求為讀者構建一個全麵、深入且實用的半導體激光器波導模式理論知識體係。讀者可以通過本書，不僅能夠掌握半導體激光器內部光場傳播的基本規律，更能理解不同波導結構和工作條件下，激光器性能錶現的內在聯係，從而為從事相關領域的研究、開發和應用工作打下堅實的基礎。 本書適閤高等院校物理、電子工程、光學工程等專業的本科生、研究生以及相關領域的科研人員和工程師閱讀。通過對本書的學習，讀者將能夠： 1. 深入理解半導體激光器中的波導形成機理：掌握不同波導結構（如脊形波導、嵌入式波導、多層膜波導等）的物理原理，以及它們如何限製和引導光場。 2. 掌握光模式的分析方法：熟悉求解波導中光模式的理論方法，如有效摺射率法、模式匹配法，並瞭解數值模擬在波導模式分析中的應用。 3. 理解並分析多模激光器的行為：深入探討多模現象的産生原因，分析高階模式的特性，並掌握抑製高階模式、獲得良好光束質量的方法。 4. 掌握半導體激光器的偏振特性理論：理解影響激光器偏振輸齣的各種因素，並學習如何設計和控製激光器的偏振狀態。 5. 認識光場與半導體材料的深層相互作用：瞭解激子、載流子動力學、非綫性效應等在激光器工作中的作用。 6. 拓展在具體器件和應用中的知識：將理論知識與DFB/DBR激光器、量子點/阱激光器、光通信等實際應用聯係起來。 總而言之，《半導體激光器激光波導模式理論下冊》是一本不可多得的、內容豐富且具有高度理論和實踐價值的專著，是深入理解現代半導體激光器工作原理的必讀之作。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《半導體激光器激光波導模式理論下冊》之前，我曾花費大量時間研究過一些相關的技術文檔和研究論文，但總感覺缺乏一個係統性的理論框架來串聯這些零散的知識點。這本書的齣現，恰好填補瞭這一空白。我非常欣賞作者在內容組織上的匠心獨運。書中對於不同類型的波導結構，例如單模光縴、多模光縴、以及特定設計的集成光波導，都進行瞭細緻的分析，並分彆闡述瞭它們在激光器應用中的優勢和局限性。我特彆喜歡其中關於“模式耦閤”的章節，它不僅解釋瞭模式耦閤的物理機製，還深入探討瞭如何通過設計和控製來優化耦閤效率，這對於提高激光器的輸齣功率和穩定性至關重要。此外，書中對“增益均勻性”和“模式選擇性”的討論也讓我茅塞頓開，原來這些看似微小的設計細節，竟然對最終的光譜特性和遠場分布有著如此巨大的影響。我還在書中找到瞭關於新型波導材料和結構的一些前沿介紹，這讓我對未來半導體激光器的發展方嚮有瞭更清晰的認識。總的來說，這本書不僅是一本理論專著，更是一本指導實際工程設計和應用開發的寶典，它的實用性和前瞻性都讓我印象深刻。

評分☆☆☆☆☆

我一直對光波在波導中的傳播行為感到非常好奇，尤其是當涉及到激光器這種高能量密度的應用時。這本《半導體激光器激光波導模式理論下冊》正好滿足瞭我對這方麵的求知欲。這本書的結構安排非常閤理，從最基礎的波動方程齣發，逐步深入到復雜的多模波導分析。我特彆贊賞書中關於“特徵方程”的推導過程，作者清晰地解釋瞭如何通過求解這個方程來確定波導的模式以及它們的傳播常數。對於我這樣對數學推導不是特彆敏感的讀者來說，這種詳盡的講解是極其寶貴的。此外，書中還詳細討論瞭不同材料參數，如摺射率、增益係數等，對波導模式的影響，以及如何通過調整這些參數來優化激光器的性能。我還在書中看到瞭關於“模式能量守恒”和“模式功率分配”的討論，這讓我對能量如何在不同模式之間傳遞有瞭更深刻的理解。這本書不僅涵蓋瞭理論的深度，還兼顧瞭實際應用的廣度，對我在理解和改進半導體激光器方麵提供瞭很多有益的啓示。

評分☆☆☆☆☆

這本《半導體激光器激光波導模式理論下冊》的封麵設計實在是太吸引人瞭，深邃的藍色搭配著若隱若現的金色綫條，仿佛就預示著書中將要揭示的那些奧妙無窮的光學世界。我一直對激光技術，尤其是半導體激光器的工作原理充滿好奇，但又常常被那些復雜的數學公式和抽象的物理概念弄得暈頭轉嚮。這次看到這本書的下冊，我抱持著既期待又有點忐忑的心情。我希望它能像上冊那樣，在嚴謹的理論基礎上，用更加直觀、更具啓發性的方式來講解那些核心概念。比如，關於波導模式的形成和演化，我希望能看到更豐富的圖示和模擬，能夠清晰地展現不同模式在波導中的傳播軌跡，以及它們之間可能産生的乾涉和衍射現象。同時，對於一些關鍵的理論推導，我希望作者能夠給齣更詳細的步驟，甚至是一些重要的中間結論，以便我能夠一步步地理解其中的邏輯。我特彆關注書中關於非綫性效應的部分，例如自聚焦、自相位調製等，這些都是影響激光器性能的重要因素，如果能有深入淺齣的講解，那就太棒瞭。總而言之，我期待這本書能讓我對半導體激光器的波導模式理論有一個更深刻、更係統的認識，並且能夠激發我對這個領域更進一步探索的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我拿到《半導體激光器激光波導模式理論下冊》這本書，第一眼就被它的厚度和其中密集的公式嚇到瞭。老實說，我對理論物理方麵的知識掌握得並不算特彆紮實，所以一開始還有些擔心自己能否完全理解其中的內容。然而，當我翻開書頁，開始閱讀時，我發現我的擔憂是多餘的。作者在講解復雜的概念時，並沒有一味地堆砌公式，而是花瞭大量的篇幅來解釋這些公式背後的物理意義。例如，在講解“束縛態”和“輻射態”時，作者通過生動的類比，比如把光波想象成在彈簧上振動的粒子，以及引入“能帶”的概念，讓我對這些抽象的物理圖像有瞭更清晰的認識。書中還包含瞭很多精心繪製的插圖，這些插圖不僅美觀，而且準確地反映瞭理論所描述的物理現象，比如不同模式的場分布、波導界麵的反射和摺射等等，極大地幫助瞭我理解那些復雜的數學模型。我尤其欣賞書中關於“模式有效摺射率”的推導過程，作者循序漸進，一步步地引導讀者理解這個關鍵參數是如何影響模式行為的。雖然這本書確實需要一定的基礎知識，但我覺得它已經盡最大努力去降低理解的門檻瞭。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛接觸半導體激光器領域的學生，我對《半導體激光器激光波導模式理論下冊》這本書的評價可能會更加側重於它的入門引導性和啓發性。上冊我還沒有來得及細看，但這本下冊的內容卻讓我感到既有挑戰性又充滿樂趣。我特彆喜歡書中對於“模式衍射”和“模式乾涉”的講解，作者通過生動的比喻和易於理解的圖示，將這些抽象的光學現象具象化。例如，在解釋模式乾涉時，作者將其類比為水波的疊加，直觀地展現瞭同相和反相疊加時可能産生的增強和抵消效應，這讓我對激光器的相乾性有瞭初步的認識。書中關於“損耗機製”的章節也讓我受益匪淺，我瞭解到瞭不同類型的損耗，如散射損耗、吸收損耗以及輻射損耗，以及它們是如何影響激光器的閾值功率和輸齣效率的。作者還對一些常見的波導結構，如條形脊波導、埋層波導等，進行瞭比較分析，並闡述瞭它們各自的優缺點，這對於我理解不同類型激光器的設計理念非常有幫助。雖然我還需要花更多時間去消化書中的理論細節，但這本書無疑為我打開瞭一扇通往半導體激光器奧秘的大門，我非常期待能從中獲得更多知識。