半導體激光器速率方程理論(上冊) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭長誌 著

圖書標籤:

• 半導體激光器
• 速率方程
• 激光物理
• 光電子學
• 半導體物理
• 激光器理論
• 半導體器件
• 物理學
• 通信技術
• 光通信

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030478122

商品編碼：29655098752

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-05-01

基本信息

書名：半導體激光器速率方程理論(上冊)

定價：148.00元

作者：郭長誌

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2016-05-01

ISBN：9787030478122

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：圓脊精裝

開本：

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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本書分三章，章詳細討論半導體異質結構的注入(激發)及其電流機製、能帶圖錶述、並著重探討與新近垂直腔麵發射激光器的發展密切相關的多層同型異質結理論。同時也為速率方程理論的建立提供堅實的物理和理論背景，並打好編程計算的基礎。第二章建立為光子與電子相互作用作微觀唯象錶述的速率方程組、詳細探討光限製因子的全量子理論、並討論電子和光子相互作用動平衡靜態解，如閾值及其無閾值微腔效應、光功率-電流特性、端麵返射、激光模式及其齣射光束結構、模式競爭和轉換等靜態現象。第三章則將深入探討半導體激光器包括延遲、激光過衝、和張弛振蕩三個基本過程的瞬態行為、小信號的電流、光流、和微波加熱三種調製方式及其調製帶寬的理論、控製、和設計。大信號簡諧調製及其調製帶寬、脈碼調製及其眼圖的行為、不穩定和雙穩態現象、振幅和相位噪音、抖動等*過程及其與譜綫寬度的關係等動力學行為及其控製、設計、和應用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光的律動：半導體激光器速率方程理論（上冊） 一部深入探索光子誕生奧秘的理論巨著 光，自古以來便是人類探索宇宙、理解自然的終極魅力所在。而在這光芒璀璨的背後，半導體激光器以其小巧、高效、可調諧的特性，在通信、醫療、工業、科研等眾多領域扮演著不可或缺的角色。它們如何精確地發齣單一頻率、高度相乾的光束？它們的內部能量是如何被激發、控製並最終轉化為光子的？這其中蘊含的物理原理，正是“半導體激光器速率方程理論（上冊）”所要揭示的核心奧秘。 本書並非一本簡單的技術手冊，而是一部嚴謹而深刻的理論著作，它將帶領讀者循序漸進地進入半導體激光器工作的微觀世界，深入剖析其核心的動力學機製。不同於市麵上多數隻關注應用或現象的書籍，“半導體激光器速率方程理論（上冊）”將目光聚焦於最根本的物理原理，通過精妙的數學模型和嚴謹的邏輯推演，勾勒齣半導體激光器從電子-空穴對的産生，到受激輻射放大，再到最終光子輸齣的完整脈絡。 核心理論基石：速率方程的構建與意義 本書的核心，正如其名，在於對“速率方程”的詳盡闡述。速率方程，是描述激光器內部各種粒子數（例如電子、空穴、光子）隨時間變化的微分方程組。它如同激光器的心髒跳動圖，精確地描繪瞭能量的注入、轉化和損失的全過程。上冊的主要目標，正是為讀者打下堅實的理論基礎，理解速率方程的數學形式、物理含義以及它們如何反映激光器的動態行為。 我們將從半導體材料的基本性質齣發，逐步引入費米-狄拉剋統計、能帶理論等關鍵概念，為理解載流子的行為奠定基礎。隨後，本書將詳細講解載流子在注入、復閤（包括輻射復閤和非輻射復閤）過程中的速率。輻射復閤，特彆是直接帶隙半導體中的輻射復閤，是産生激光光子的關鍵。我們將深入分析其發生機製，以及載流子密度如何影響輻射復閤的速率。 緊接著，本書將引入光子在激光器腔內的行為。光子的産生離不開受激輻射，我們將深入講解受激輻射的原理，以及其發生的概率與粒子數密度之間的關係。激光器腔體對光子的增益和損耗起著至至關重要的作用。本書將細緻地解析光子的反射、衍射、吸收等損耗機製，並通過引入光子壽命的概念，來量化腔體的損耗程度。 在上述基礎上，本書將正式引入半導體激光器的基本速率方程。我們將逐一分析描述載流子數密度、光子數密度（或光場強度）以及準費米能級（用於錶徵載流子的分布狀態）隨時間變化的方程。每一個項，每一個係數，都將被賦予清晰的物理意義，讓讀者理解它們分彆代錶著能量的注入、輻射復閤、受激輻射、自發輻射、光子損耗等過程。 理論的深度挖掘：從基本模型到精細分析 “半導體激光器速率方程理論（上冊）”絕不僅僅停留在基本方程的羅列。本書的價值在於其對理論的深入挖掘和精細分析。我們將從最基本的“單模速率方程”齣發，逐步探討其局限性，並引入更復雜的模型。 例如，我們將詳細分析“注入引起的瞬態響應”，即當激光器接收到電流注入時，內部的載流子和光子如何隨時間變化，以及激光輸齣功率如何達到穩態。這對於理解激光器的啓動過程、閾值行為以及動態調製特性至關重要。 本書還會深入探討“自發輻射”在激光器工作中的作用。盡管受激輻射是産生相乾激光的關鍵，但自發輻射作為初始的光源，對於激光器的啓動和穩態運行同樣不可或缺。我們將分析自發輻射的強度、光譜特性，以及它如何影響激光器的綫寬和邊模抑製比。 此外，“溫度效應”是影響半導體激光器性能的重要因素，本書也將對其進行理論上的深入分析。溫度的變化會影響半導體材料的帶隙、載流子遷移率、復閤速率以及腔體長度等，這些都會直接體現在速率方程的係數上。理解溫度效應對於實際設計和優化激光器至關重要。 理論的邏輯之美：嚴謹推導與清晰論證 本書的寫作風格注重邏輯的嚴謹性和論證的清晰性。每一個數學公式的推導都力求詳盡，每一個物理概念的引入都層層遞進。我們不迴避復雜的數學工具，但會以最直觀的方式解釋它們在物理模型中的作用。讀者將能夠清晰地看到，從基本的量子力學原理，如何一步步匯聚成宏觀的激光器動力學行為。 本書的敘述方式避免瞭枯燥的公式堆砌，而是通過生動的語言和形象的比喻，幫助讀者理解抽象的物理概念。我們旨在激發讀者對物理原理的好奇心，引導他們主動思考，從而真正掌握理論的精髓。 麵嚮的讀者群體 “半導體激光器速率方程理論（上冊）”適閤以下讀者群體： 物理學、電子工程、光學工程等相關專業的本科生和研究生： 本書是學習半導體激光器理論的絕佳入門教材，能夠為後續更深入的研究打下堅實基礎。 從事半導體激光器研發、設計和應用的工程師： 本書提供的理論框架，能夠幫助工程師更深入地理解激光器的內部機製，從而更有效地解決實際工程問題，優化器件性能。 對激光器物理原理感興趣的科研人員： 本書能夠幫助研究人員係統地梳理和深化對半導體激光器動力學的理解，為新的理論探索和實驗設計提供靈感。 希望深入理解激光器工作原理的科普愛好者： 對於對光電技術有濃厚興趣，願意深入探索其背後物理原理的讀者，本書也能提供一條清晰的學習路徑。 本書的獨特價值 本書的獨特價值在於其對理論的深度、係統性和嚴謹性。它不是一本淺嘗輒止的介紹，而是帶領讀者真正走進半導體激光器“速率方程”的數學和物理世界。通過學習本書，讀者將能夠： 深刻理解半導體激光器産生激光的根本物理機製。 掌握速率方程的數學模型及其物理意義，理解激光器內部各物理過程的相互作用。 分析激光器的穩態和瞬態行為，理解閾值現象、調製響應等關鍵特性。 為進一步學習更復雜的激光器模型，如多模激光器、分布式反饋激光器等打下堅實基礎。 提升分析和解決半導體激光器相關問題的理論能力。 “半導體激光器速率方程理論（上冊）”是一次對光子誕生之旅的深度探索。它揭示瞭半導體材料中微觀粒子如何協同作用，最終發齣那令人驚嘆的、高度有序的光束。本書將成為您理解半導體激光器領域不可或缺的理論指引，為您開啓通往更廣闊的光學世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常學術化，用詞精準，幾乎沒有多餘的口水話。這使得信息密度非常高，每一頁都承載瞭大量的專業信息。如果你期望在其中找到輕鬆的閱讀體驗，那可能會感到有些吃力。但如果你追求的是知識的純粹性和精確性，那麼這種毫不妥協的錶達方式恰恰是其優點所在。它專注於將復雜的物理現象用最嚴格的數學語言描繪齣來，極少使用模糊的描述。這種嚴謹性，使得書中的每一個結論都建立在堅實的數學邏輯之上，對於追求科學真理的讀者來說，這是一種極大的信任感來源。閱讀它需要高度的專注力，但所獲得的迴報也是豐厚的，因為它直接麵嚮科學研究的最前沿。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度確實令人印象深刻，它不僅僅是停留在錶麵概念的介紹，而是深入到瞭數學模型的構建和物理機製的推導過程。初讀時，可能會覺得某些推導過程略顯繁瑣，需要讀者有一定的數學基礎纔能跟上節奏。然而，正是這種嚴謹的推導，為後續理解高階的非綫性效應打下瞭堅實的基礎。我特彆欣賞作者在引入新概念時，總是會先迴顧前置的物理背景，避免瞭讀者在知識的斷層中迷失方嚮。對於想要真正掌握半導體激光器核心工作原理的研究人員來說，這本書提供的細節是其他概論性讀物難以企及的。它更像是一本工具書，而不是輕鬆的入門讀物，需要沉下心來，逐字逐句地去啃。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計很用心，硬殼封麵，拿在手裏沉甸甸的，很有分量感。內頁紙張的質地也很好，印刷清晰，字號大小適中，長時間閱讀眼睛也不會太纍。作為一本專業領域的理論著作，它在排版和圖錶展示上確實下瞭不少功夫，復雜的公式和麯綫圖都得到瞭很好的呈現。特彆是章節之間的過渡和目錄結構的編排，邏輯性很強，能讓人清晰地把握住全書的脈絡。雖然內容本身可能偏嚮學術，但從圖書製作的角度來看，它無疑是一件令人愉悅的閱讀材料。這種對細節的關注，讓我在翻閱時就能感受到作者和齣版社對知識傳承的尊重。封麵設計走的是經典學術風格，簡潔而不失莊重，很適閤放在書架上作為鎮宅之寶。整體來說，這是一本從物理接觸體驗上就能讓人感到踏實和專業的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排體現齣一種非常綫性的知識梯度。從基礎的半導體能帶結構和載流子動力學講起，逐步過渡到光腔模式的建立，再到最終的速率方程的完整形式。這種循序漸進的結構，極大地降低瞭理解復雜係統的認知負荷。作者似乎非常瞭解讀者在學習過程中的“痛點”，總能在關鍵的轉摺點給齣精妙的總結或類比。例如，在描述光學反饋對閾值電流的影響時，作者通過引入幾個簡化的模型，讓抽象的數學關係變得具象化。雖然內容是偏理論的，但作者的敘述風格卻保持瞭一種難得的清晰和耐心，讓人感覺像是在聽一位經驗豐富的導師在身邊講解，而不是在閱讀一份冰冷的技術文檔。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的價值更多地體現在其作為參考手冊的潛力上。我發現自己經常需要迴頭查找某個特定參數的定義或者某個特定公式的推導依據。書中大量的引用和交叉引用體係非常完善，這對於進行學術研究的人來說是極大的便利。每一次查閱，都能發現一些在初次閱讀時可能被忽略的細節信息。特彆是那些關於特定材料參數對動態響應影響的討論，提供瞭非常實用的工程視角。雖然這本書可能不適閤完全沒有物理背景的讀者作為第一本教材，但對於已經有一定基礎，希望深入挖掘細節，解決實際工程問題的工程師和研究生而言，它絕對是案頭必備的典籍。它提供的知識廣度和深度，讓它具備瞭長期的參考價值。