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杜宝勋 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030292810

商品编码：12026030365

包装：平装

出版时间：2011-01-01

基本信息

书名：半导体激光器理论基础

：79.00元

作者：杜宝勋

出版社：科学出版社

出版日期：2011-01-01

ISBN：9787030292810

字数：

页码：185

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《半导体激光器理论基础》针对半导体激光器，强调其理论基础和理论的系统性。主要内容包括：光增益理论、光波导理论、谐振腔理论、半导体发光、速率方程分析和典型半导体激光器的理论。
　　《半导体激光器理论基础》可以作为光电子专业研究生课程的试用教材，也可以供相关专业的教师和科技人员参考。

目录

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前言
第1章 光增益经典理论
1．1 电磁波
1．1．1 波动方程
1．1．2 光学常数
1．1．3 平面波
1．1．4 光强度
1．1．5 相速度和群速度
1．2 介质电极化
1．2．1 洛伦茨模型
1．2．2 复电极化率
1．2．3 K-K关系
1．2．4 自由电子的贡献
1．2．5 振子强度
1．3 激光
1．3．1 光增益和光吸收
1．3．2 折射率
1．3．3 兰姆方程
1．3．4 激光条件
参考文献

第2章 光增益量子理论
2．1 电子和光子
2．1．1 微观粒子
2．1．2 电子
2．1．3 光子
2．2 电子光跃迁
2．2．1 与时间有关的微扰
2．2．2 跃迁概率
2．2．3 矩阵元
2．3 光吸收和光发射
2．3．1 光吸收概率
2．3．2 爱因斯坦公式
2．3．3 能带间的跃迁
2．4 密度矩阵分析
2．4．1 密度矩阵
2．4．2 线性电极化
2．4．3 光增益饱和
2．4．4 振子速率方程
参考文献

第3章 半导体发光
3．1 半导体
3．1．1 能带
3．1．2 载流子密度
3．1．3 载流子复合
3．1．4 载流子注入
3．2 异质结构
3．2．1 异质结
3．2．2 双异质结构
3．2．3 晶格匹配
3．3 发光性质
3．3．1 k选择条件
……
第4章 光波导
第5章 谐振腔
第6章 速率方程分析
第7章 半导体激光器

作者介绍

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文摘

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序言

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前言
第1章 光增益经典理论
1．1 电磁波
1．1．1 波动方程
1．1．2 光学常数
1．1．3 平面波
1．1．4 光强度
1．1．5 相速度和群速度
1．2 介质电极化
1．2．1 洛伦茨模型
1．2．2 复电极化率
1．2．3 K-K关系
1．2．4 自由电子的贡献
1．2．5 振子强度
1．3 激光
1．3．1 光增益和光吸收
1．3．2 折射率
1．3．3 兰姆方程
1．3．4 激光条件
参考文献

第2章 光增益量子理论
2．1 电子和光子
2．1．1 微观粒子
2．1．2 电子
2．1．3 光子
2．2 电子光跃迁
2．2．1 与时间有关的微扰
2．2．2 跃迁概率
2．2．3 矩阵元
2．3 光吸收和光发射
2．3．1 光吸收概率
2．3．2 爱因斯坦公式
2．3．3 能带间的跃迁
2．4 密度矩阵分析
2．4．1 密度矩阵
2．4．2 线性电极化
2．4．3 光增益饱和
2．4．4 振子速率方程
参考文献

第3章 半导体发光
3．1 半导体
3．1．1 能带
3．1．2 载流子密度
3．1．3 载流子复合
3．1．4 载流子注入
3．2 异质结构
3．2．1 异质结
3．2．2 双异质结构
3．2．3 晶格匹配
3．3 发光性质
3．3．1 k选择条件
……
第4章 光波导
第5章 谐振腔
第6章 速率方程分析
第7章 半导体激光器

《光之跃迁：探索半导体材料的奥秘》 这是一本关于半导体材料科学与器件应用的前沿探索，它将带领读者深入理解那些塑造我们现代世界的微小奇迹。本书并非聚焦于单一的光源设备，而是将目光投向了半导体材料本身的独特属性，以及它们如何被巧妙地设计和操控，从而衍生出五花八门的科技应用。 从微观的电子世界到宏观的应用场景，本书构建了一个完整的知识体系，旨在为材料科学家、工程师、以及对前沿科技充满好奇的读者提供一套系统而深刻的认知框架。我们将一同揭开半导体材料神奇的“能隙”之谜，理解电子和空穴如何在晶格中穿梭，以及这些微观运动如何最终转化为我们肉眼可见的光、电信号，甚至驱动着信息时代的滚滚洪流。 本书的第一部分，将从最基础的物理概念入手，为读者夯实理论基础。我们将详细探讨晶体结构、周期性势场以及布里渊区的概念，理解原子如何排列成有序的晶格，以及电子在这种有序环境中表现出的奇特量子行为。随后，我们将深入研究能带理论，这是理解半导体性质的基石。书中将生动地解析价带、导带以及它们之间的“禁带”是如何形成的，并阐释不同材料（如硅、锗、砷化镓等）因其能带结构差异而表现出的不同导电特性。我们还将深入探讨费米能级，理解它在描述半导体中载流子浓度分布中的关键作用，以及掺杂技术如何通过引入杂质来精确调控半导体的导电类型（N型和P型），为后续器件的设计奠定基础。此外，本书还将对半导体中的电子-空穴对产生与复合机制进行详尽的分析，从热激发、光激发到俄歇复合等，阐明能量如何在材料内部转化和传递的过程，这对理解许多半导体器件的工作原理至关重要。 在对半导体材料的内在特性有了深刻认识之后，本书的第二部分将视角转向半导体器件的设计与制造。我们将重点剖析 PN 结的形成机理，理解在 P 型和 N 型半导体交界面形成的耗尽层和内建电场，以及二极管在正向和反向偏压下的行为特性。这部分内容将包含对二极管稳态和动态特性的详细分析，包括电流-电压特性曲线的精确绘制和解释。在此基础上，我们将进一步探索各种复杂的半导体器件，如双极结型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的结构、工作原理和性能参数。我们将深入解析 BJT 的电流放大机制，理解基区、集电区和发射区的相互作用，以及不同偏置模式下的输出特性。对于 FET，我们将详细阐述其栅控电流的原理，重点讲解 MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的增强型和耗尽型工作模式，以及沟道电场效应如何精确控制漏极电流。本书还将触及一些更先进的半导体器件，例如 PIN 二极管、肖特基二极管，并探讨它们的独特结构带来的性能优势和应用领域。同时，我们将介绍半导体制造中的关键工艺，如光刻、刻蚀、薄膜沉积和掺杂等，让读者了解这些微观器件是如何在原子尺度上被精确构建出来的。 本书的第三部分，将目光聚焦于半导体材料在光电器件领域的广泛应用。我们将深入探讨半导体光电转换的物理过程，包括光生载流子产生、复合以及载流子收集等关键环节。其中，光电二极管（Photodiode）和光电探测器（Photodetector）将是重点介绍的对象。我们将分析不同结构的光电二极管，如 PN 结光电二极管、PIN 光电二极管和雪崩光电二极管（APD），并详细讲解它们在光信号探测、光通信以及图像传感等领域的应用。紧接着，本书将转向半导体发光器件，特别是 LED（发光二极管）和 OLED（有机发光二极管）的原理。我们将深入解析 LED 的辐射复合机制，理解电子-空穴在禁带中复合时如何以光子的形式释放能量，并探讨不同半导体材料（如 GaN、GaAsP 等）如何发出不同颜色的光。对于 OLED，我们将详细介绍其多层结构，包括有机发光层、电子传输层、空穴传输层等，以及电致发光的具体过程，并分析其在显示技术领域的巨大潜力。此外，本书还将触及太阳能电池（Photovoltaic Cell）的工作原理，阐释半导体材料如何将太阳光能转化为电能，并分析提高光电转换效率的关键技术。 在整个技术发展的浪潮中，半导体材料的性能提升与器件的创新应用是相辅相成的。因此，本书的第四部分将深入探讨半导体材料的最新研究进展和未来发展趋势。我们将重点关注新型半导体材料的探索，例如宽禁带半导体（如 SiC、GaN）、二维材料（如石墨烯、MoS2）以及量子点等，并分析它们在高性能、高效率和耐高温等方面的独特优势。本书还将探讨纳米技术在半导体器件中的应用，例如纳米线、纳米晶体等如何实现更小的尺寸和更强的量子效应。同时，我们将关注集成电路（IC）的发展，介绍半导体芯片如何将海量的晶体管和无源器件集成在一个微小的硅片上，从而实现复杂的功能。最后，我们将展望半导体技术在人工智能、物联网、5G 通信、生物医疗等新兴领域的应用前景，以及材料创新如何驱动这些技术的突破性发展。 本书的特点在于，它不仅仅罗列理论公式和器件结构，更注重对现象背后的物理机制进行深入浅出的剖析。我们力求通过清晰的逻辑、形象的比喻和恰当的图示，将抽象的物理概念转化为易于理解的知识。本书的语言力求严谨而又不失生动，避免过于晦涩的专业术语，旨在让更广泛的读者群体受益。无论是希望系统学习半导体基础知识的学生，还是寻求技术灵感和理论支持的工程师，抑或是对科技前沿充满好奇的爱好者，都能在这本书中找到属于自己的收获。 《光之跃迁：探索半导体材料的奥秘》将为您打开一扇通往微观世界的大门，让您深刻理解那些隐藏在科技进步背后的核心驱动力。它将激发您对材料科学的兴趣，并帮助您预见未来科技的发展方向。

评分☆☆☆☆☆

初次捧读此书，一股浓厚的学术气息扑面而来。作者在开篇就对半导体材料的物理特性进行了详尽的介绍，从晶体结构、能带理论，到掺杂、载流子浓度等基础概念，都讲解得一丝不苟。这为后续理解激光的产生原理打下了坚实的基础。我尤为欣赏的是书中对pn结形成过程中载流子行为的深入剖析，包括扩散电流、漂移电流以及耗尽区等概念的阐述，这些细节对于理解光电转换和辐射过程至关重要。作者在讲解受激辐射时，采用了严谨的理论推导，将爱因斯坦的A、B系数引入，并逐步分析了粒子数反转的条件和激光阈值的概念。这部分内容虽然需要一定的物理和数学基础，但作者的讲解思路清晰，逻辑严密，使得抽象的量子力学概念变得相对容易理解。书中还穿插了对不同类型半导体激光器（如外延式、分布反馈式等）的工作原理和特点的介绍，这让我对半导体激光器的多样性和实际应用有了更直观的认识。这本书的价值在于它能够引导读者从宏观的现象深入到微观的机理，真正理解半导体激光器是如何工作的，而不是仅仅停留在表面。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到《半导体激光器理论基础》这本书时，首先映入眼帘的是其扎实的理论功底。作者在讲解半导体材料的光学和电学特性时，毫不含糊，从晶体结构、能带理论到载流子动力学，都做了详细的阐述。我特别喜欢书中对于“粒子数反转”这一核心概念的讲解，作者通过对能量守恒定律和量子力学原理的深入分析，清晰地解释了为何以及如何才能实现粒子数反转，这是激光产生的前提。随后的章节中，关于光腔的形成、增益机制以及激光输出特性的讨论，都充满了严谨的数学推导和物理模型。虽然有些公式推导相当复杂，但作者的讲解步骤清晰，并且常常配以示意图，帮助读者更好地理解抽象的物理过程。我注意到书中还对半导体激光器的效率、稳定性以及一些退化机制进行了探讨，这使得理论分析更加全面，也为实际应用中的问题解决提供了思路。这本书给我最大的感受是，它不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是深入分析了“为什么”和“如何做到”，真正地帮助读者建立起对半导体激光器理论的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本《半导体激光器理论基础》，我立即被其系统性的知识架构所吸引。作者并非孤立地讲解某个知识点，而是将半导体激光器的各个方面有机地联系起来，形成了一个完整的知识体系。从最基本的半导体材料特性，如带隙、载流子迁移率，到pn结的形成和光学特性，再到激光器腔的设计和不同类型的半导体激光器（如连续波、脉冲激光器，甚至量子点激光器）的特点，都得到了详尽的阐述。我特别留意到书中关于“光与物质相互作用”部分的描述，它详细解释了吸收、自发辐射和受激辐射这三种基本过程，并进一步阐述了受激辐射在激光产生中的关键作用。作者在讲解过程中，常常会引用经典的物理模型和实验证据，这使得理论更加可信，也为读者提供了进一步探索的线索。这本书的优点在于，它不仅仅是知识的堆砌，更重要的是它教授了读者如何去思考和分析问题，如何将抽象的理论与实际应用联系起来。我感觉到，通过阅读这本书，我能够逐步构建起对半导体激光器工作原理的全面而深刻的理解，这对我未来的学习和研究都将大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上简洁的银色字体，立刻营造出一种专业而又充满科技感的氛围。我一直对激光技术，尤其是半导体激光器，有着浓厚的兴趣，总觉得这背后蕴藏着无尽的奥秘。当我拿到这本《半导体激光器理论基础》时，内心充满了期待，希望能借此深入了解那些闪烁在光纤通信、激光雷达、甚至我们日常生活中无处不在的光源是如何运作的。从目录上看，它似乎涵盖了半导体材料的性质、p-n结的形成、激光的产生机理、以及不同类型的半导体激光器介绍，这些都是我渴望学习的知识点。书中丰富的插图和示意图，也让我对抽象的物理概念有了更直观的认识，例如光腔的形成、受激辐射的过程等等，这些对于理解其核心原理至关重要。我特别关注书中的数学推导部分，虽然理论基础需要扎实的数学功底，但我相信作者会以清晰易懂的方式呈现，让我能一步步理解其中的逻辑。总的来说，这本书给我带来的第一印象是内容丰富、结构严谨，并且在视觉设计上也达到了相当高的水准，让我迫不及待地想要翻开它，开启我的理论探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书，我最直观的感受是其严谨的学术风格。书中的语言精准而专业，没有丝毫的含糊不清，这对于我这种追求深入理解的读者来说，无疑是极大的福音。我尤其欣赏的是它在讲解半导体激光器工作原理时，那种层层递进的逻辑。从半导体材料的基本性质出发，逐步深入到pn结的形成、载流子注入、以及最重要的——受激辐射机制。作者似乎非常注重基础理论的搭建，通过详实的公式推导和物理图像的描绘，让读者能够真正理解激光是如何从材料内部“生长”出来的。我尝试着去理解那些关于能带、费米能级、以及粒子数反转的描述，虽然有些地方需要反复琢磨，但整体的清晰度还是让我印象深刻。书中的图表也起到了画龙点睛的作用，它们将复杂的理论概念具象化，比如能带图的演变、载流子在pn结的分布等等，这些都极大地帮助我构建起了对半导体激光器内在世界的认知框架。这本书显然不是一本泛泛而谈的科普读物，而是真正致力于为读者打下坚实的理论基础，这一点从它详尽的参考文献和严密的论证过程中就能看出来。