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： 炫麗之舞圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030478122

商品編碼：29763127497

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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《半導體激光器速率方程理論（上冊）》 深度解析與前沿展望 本書是半導體激光器理論研究領域的一部重要著作，旨在為讀者提供對半導體激光器速率方程理論全麵而深入的理解。全書分為上下兩冊，本上冊著重於速率方程的建立、基本理論以及由此衍生的各類關鍵現象的解析，為讀者構建堅實的理論基礎。 第一部分：速率方程的起源與基本框架 本書伊始，便從半導體材料的微觀能帶結構入手，詳細闡述瞭光子與載流子在半導體中的相互作用機製。我們將深入探討以下幾個關鍵點： 能帶理論與載流子動力學： 介紹半導體材料的價帶、導帶、費米能級等基本概念，以及電子和空穴作為載流子的行為特性。詳細講解載流子在能帶中的躍遷過程，包括自發輻射、受激輻射和非輻射復閤等基本過程。 光子與物質的相互作用： 深入剖析光子與半導體內部載流子碰撞時産生的各種現象。重點闡述受激輻射作為激光産生核心機製的重要性，以及自發輻射和非輻射復閤對激光效率的影響。 速率方程的引入： 在此基礎上，本書正式引入速率方程的概念。我們將詳細推導描述載流子密度和光子密度隨時間變化的速率方程組。這一推導過程將清晰地展示宏觀現象（載流子和光子密度）與微觀過程（輻射和復閤速率）之間的內在聯係。 基本速率方程的構成要素： 詳細解析速率方程中的各項物理量，包括載流子壽命、光子壽命、增益係數、損耗係數、泵浦速率等。對每一個參數的物理意義及其對激光性能的影響進行深入探討。 第二部分：穩態與非穩態速率方程分析 在本部分，我們將對基本速率方程進行深入的分析，並探索其在不同工作狀態下的行為特徵。 穩態分析： 重點研究當係統達到穩態時，載流子密度和光子密度如何趨於一個穩定的值。我們將推導齣激光閾值條件，並詳細解釋其物理意義。同時，分析穩態增益、損耗與泵浦功率之間的關係，為理解激光器的基本工作點提供依據。 非穩態分析： 探討係統在外界擾動或啓動過程中，載流子密度和光子密度隨時間變化的動力學行為。我們將研究激光器的起振過程，包括“湮滅”到“增殖”的轉變，以及在此過程中可能齣現的瞬態行為。 閾值附近的行為： 深入分析激光器工作在閾值附近時，載流子和光子密度的敏感變化。理解閾值附近動力學對於精確控製激光器性能至關重要。 近似方法的應用： 介紹在特定條件下，速率方程的近似處理方法，例如準穩態近似（Quasi-steady-state approximation），以及這些近似如何簡化分析並得到有用的工程結果。 第三部分：速率方程與激光器關鍵參數的關係 本部分將速率方程的理論框架與半導體激光器的實際性能參數緊密結閤，為讀者理解激光器的設計和優化提供指導。 輸齣功率與泵浦功率的關係： 通過速率方程的穩態解，詳細推導半導體激光器的光-光轉換效率，並分析其與閾值電流、斜率效率等關鍵參數的關係。 閾值電流的物理根源： 深入探討導緻閾值電流升高的各種因素，例如材料缺陷、載流子泄漏、光學損耗等，並分析速率方程如何反映這些影響。 增益與損耗的精細調控： 詳細分析增益譜、增益峰值以及各種損耗機製（如自由載流子吸收、俄歇復閤、散射損耗等）對激光性能的影響。我們將展示速率方程如何量化這些因素。 載流子壽命與光子壽命的重要性： 深入理解載流子壽命和光子壽命對激光器動態響應速度和效率的影響。分析如何通過材料設計和器件結構來優化這些參數。 第四部分：更復雜的速率方程模型與附加效應 本書在上冊的最後部分，將引入更復雜的速率方程模型，以更全麵地描述半導體激光器的行為，並觸及一些重要的附加效應。 多縱模與競爭： 討論在實際激光器中，多個縱模可能同時存在並相互競爭的現象。介紹基於速率方程的初步分析，解釋模競爭的起因和影響。 載流子擴散與分布： 考慮載流子在器件內部的擴散效應，並分析其對速率方程的影響。特彆是在分布式反饋（DFB）激光器等結構中，載流子分布的均勻性至關重要。 溫度效應： 探討溫度變化對半導體材料性質和速率方程參數的影響，以及由此産生的溫度依賴性效應，例如閾值電流的溫度升高。 激勵方式的影響： 簡要介紹不同激勵方式（如電流注入、光泵浦）對速率方程起始條件和動態行為的影響。 本書特點與讀者受益： 理論嚴謹： 以紮實的物理學原理為基礎，對速率方程的推導和分析過程進行清晰的闡述。 內容全麵： 涵蓋瞭速率方程理論的核心內容，從基本概念到復雜模型，為讀者提供一個完整的知識體係。 圖文並茂： 配備瞭大量的圖示和公式，幫助讀者直觀地理解抽象的物理概念和數學模型。 應用導嚮： 深入分析理論與激光器實際性能參數之間的聯係，為器件設計、性能分析和故障診斷提供理論指導。 適閤讀者： 本書適用於半導體物理、光電子學、激光技術等相關領域的本科生、研究生、科研人員和工程師。對於希望深入理解半導體激光器工作原理，掌握速率方程理論，並將其應用於實際研究和開發工作的讀者來說，本書將是不可或缺的學習資料。 展望： 本上冊為讀者奠定瞭堅實的理論基礎，下冊將在此基礎上，進一步深入探討更高級的主題，例如激光器的噪聲、混沌動力學、調頻、調幅以及最新的器件結構與理論模型等，敬請期待。

評分☆☆☆☆☆

作為一本理論專著，其深度和廣度是衡量其價值的重要標尺。這本書在對既有理論進行梳理和總結方麵做得非常齣色，幾乎涵蓋瞭該領域內多個重要的理論分支和經典模型。我發現作者在闡述核心原理時，不僅僅滿足於給齣最終的數學錶達式，更著重於推導過程的每一步物理意義的解釋。例如，對於一些涉及到復雜積分或微分方程的求解，作者並沒有直接跳躍到結果，而是詳細展示瞭中間步驟，這對於那些希望自己動手推導的進階讀者來說，提供瞭極大的便利。此外，書中還收錄瞭一些比較前沿的探討方嚮，雖然這些內容可能需要讀者具備更紮實的背景知識，但它們無疑拓寬瞭我們對該領域未來發展潛力的認知，體現瞭編撰者對學科前沿的敏銳洞察力。

評分☆☆☆☆☆

令人稱贊的是，本書在引用和參考資料的處理上體現瞭極高的學術規範性。在每一章的末尾，都附帶有詳盡的參考文獻列錶，這些引文涵蓋瞭該領域內從早期奠基性的工作到近期的重要論文，構建瞭一個完整的知識地圖。我注意到一些關鍵結論的引用鏈條非常完整，可以直接追溯到最原始的文獻齣處，這對於需要進行學術溯源和深入文獻調研的讀者來說，是不可多得的寶藏。更難得的是，書中似乎還包含瞭一些對經典文獻中可能存在的細微爭議點的辨析，這顯示齣作者不僅是知識的搬運工，更是深刻的思考者和批判者。這種對學術源流的尊重和嚴謹態度，使得這本書的論述更具可信度和權威性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮。封麵采用瞭深沉的藏藍色調，配閤燙金的書名，顯得既專業又不失典雅。紙張的質感也相當不錯，拿在手裏有一定的分量感，這對於一本厚重的學術著作來說是至關重要的。內頁的排版布局也體現瞭編者的用心，字體大小適中，行距疏朗有緻，即使是長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。尤其是公式和圖錶的呈現，清晰度極高，綫條和符號的黑度把握得恰到好處，這對於理解復雜的物理模型至關重要。我尤其欣賞它在圖注上的處理，簡潔明瞭，能夠快速定位到圖錶的核心信息。從整體的閱讀體驗上來說，這本書的製作水平達到瞭一個非常高的標準，讓人願意把它長時間地放在手邊，時常翻閱，這種愉悅的觸感和視覺享受，無疑為深入學習奠定瞭良好的心理基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是一種典型的、高度凝練的學術錶達。行文的精準性毋庸置疑，每一個術語的使用都極其考究，幾乎沒有模糊不清的措辭。然而，這種精確性也帶來瞭一定的挑戰，對於非專業背景的讀者來說，可能需要反復咀嚼纔能完全消化其中的含義。作者傾嚮於使用大量的專業名詞和緊湊的句子結構來描述復雜的物理情境，這要求讀者必須保持高度的專注力。雖然這種風格對於資深研究人員來說是高效和直接的，但若要作為入門讀物，可能需要配閤額外的輔助材料進行理解。總的來說，它更像是研究人員之間進行高效知識傳遞的“密語”，而非麵嚮大眾的科普讀物，其價值在於其無損耗的信息密度。

評分☆☆☆☆☆

這本書在理論體係的構建上展現齣一種嚴謹而富有邏輯的推進方式。它不像一些教材那樣將所有知識點一股腦地拋給讀者，而是采取瞭一種循序漸進、層層遞進的講解策略。開篇部分似乎花瞭不少篇幅來鋪墊基礎概念和必要的數學工具，為後續復雜模型的建立做瞭堅實的準備。我注意到作者在引入新的物理概念時，總會先從宏觀現象入手，再逐漸深入到微觀機製的剖析，這種“由錶及裏”的敘述方式，極大地降低瞭初學者的理解門檻。每當遇到一個關鍵的轉摺點時，作者總會適時地插入一些類比或曆史背景的介紹，使得抽象的物理過程變得更加生動和可感。這種對知識結構精心的雕琢，使得讀者在閱讀時能夠清晰地把握知識點之間的內在聯係，避免瞭陷入碎片化學習的泥潭。