半导体激光器速率方程理论:下册 9787030479020

半导体激光器速率方程理论:下册 9787030479020 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

郭长志 著
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  • 半导体激光器
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店铺: 韵读图书专营店
出版社: 科学出版社
ISBN:9787030479020
商品编码:29864325863
包装:圆脊精装
出版时间:2016-06-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 半导体激光器速率方程理论:下册 作者 郭长志
定价 138.00元 出版社 科学出版社
ISBN 9787030479020 出版日期 2016-06-01
字数 页码
版次 1 装帧 圆脊精装
开本 商品重量 0.4Kg

   内容简介
本书分三章,章详细讨论半导体异质结构的注入(激发)及其电流机制、能带图表述、并着重探讨与新近垂直腔面发射激光器的发展密切相关的多层同型异质结理论。同时也为速率方程理论的建立提供坚实的物理和理论背景,并打好编程计算的基础。第二章建立为光子与电子相互作用作微观唯象表述的速率方程组、详细探讨光限制因子的全量子理论、并讨论电子和光子相互作用动平衡静态解,如阈值及其无阈值微腔效应、光功率-电流特性、端面返射、激光模式及其出射光束结构、模式竞争和转换等静态现象。第三章则将深入探讨半导体激光器包括延迟、激光过冲、和张弛振荡三个基本过程的瞬态行为、小信号的电流、光流、和微波加热三种调制方式及其调制带宽的理论、控制、和设计。大信号简谐调制及其调制带宽、脉码调制及其眼图的行为、不稳定和双稳态现象、振幅和相位噪音、抖动等*过程及其与谱线宽度的关系等动力学行为及其控制、设计、和应用

   作者简介

   目录

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导语_点评_推荐词

   文摘

   序言

《半导体激光器速率方程理论:下册》 内容简介 《半导体激光器速率方程理论:下册》深入探讨了半导体激光器的动力学行为,重点聚焦于其内部过程的数学模型构建与求解,以及这些模型如何支配激光器的输出特性。本书以上册为基础,进一步拓展了速率方程理论的应用范围,涵盖了更为复杂和实际的激光器工作场景,旨在为读者提供一套系统、严谨的理论框架,用以理解、分析和设计各类半导体激光器。 本书内容主要围绕半导体激光器的速率方程展开,这些方程是描述激光器内载流子浓度、光子密度以及激光输出功率随时间变化的数学模型。下册从更深入的层次剖析了这些方程的推导过程、不同耦合形式以及它们所反映的物理机制。 一、基本速率方程与模型精炼 全书伊始,我们将回顾并精炼半导体激光器的基本速率方程组。这包括了载流子速率方程和光子速率方程。载流子速率方程描述了注入载流子的产生和湮灭过程,其中主要的载流子湮灭机制包括辐射复合(包括直接复合和间接复合)、俄歇复合以及非辐射复合。而光子速率方程则描述了光子的产生(受激辐射)、损耗(输出和吸收)以及自发辐射向受激辐射的耦合。 下册将特别关注这些方程中各项系数的物理意义和依赖关系。例如,辐射复合速率与载流子浓度呈二次方关系,而俄歇复合速率则与载流子浓度的三次方成正比。激光器增益系数的载流子依赖性也是速率方程中至关重要的一环,本书将详细阐述不同半导体材料和结构下增益的载流子密度阈值、线性增长区以及饱和效应。 二、激光器动力学行为的深入分析 速率方程能够精确地描述激光器的瞬态和稳态行为。下册将深入分析这些动力学特性,包括: 1. 阈值行为与起振过程: 详细解析激光器从注入电流到输出激光的整个起振过程。我们将分析阈值电流的物理意义,以及载流子和光子密度如何在注入电流超过阈值后迅速增长。本书将通过速率方程的解析或数值解,展示激光器从噪声起伏到稳定工作的动态演化。 2. 模式竞争与稳定性: 对于多模半导体激光器,模式之间的竞争是其动力学行为的关键。本书将构建包含多个模式速率方程的耦合模型,分析不同模式下的增益、损耗和光子密度。我们将探讨导致单模稳定工作或多模振荡的条件,以及模式跳变等现象的发生机制。 3. 调制响应特性: 半导体激光器的快速调制能力是其在光通信等领域广泛应用的基础。下册将深入分析调制信号如何影响载流子和光子密度,进而影响激光输出功率和频率。我们将推导激光器的调制带宽,并分析限制调制带宽的关键因素,例如载流子动力学、光子寿命以及增益压缩效应。 4. 噪声特性: 激光器固有的量子噪声是其性能的一大限制。本书将从理论上推导激光器的各种噪声源,包括自发辐射噪声、粒子数噪声(散粒噪声)和模式划分噪声等。我们将通过速率方程的随机微分方程形式,分析这些噪声对激光输出功率谱密度和线宽的影响。 三、复杂模型与特殊应用 在基本理论的基础上,本书将进一步拓展到更复杂的半导体激光器模型和应用场景: 1. 增益饱和效应: 增益饱和是影响激光器动力学的重要因素,特别是在高注入电流下。我们将详细分析增益饱和的物理机制,如载流子占据效应和费米能级移动效应,并将其引入速率方程,研究其对激光器稳态输出和动态响应的影响。 2. 量子点和量子阱激光器: 针对近年来发展迅速的量子点和量子阱激光器,本书将讨论如何修改或扩展传统的速率方程模型以适应这些结构的光学和电子特性。我们将分析量子限制效应如何影响增益谱、载流子动力学以及这些结构特有的速率方程形式。 3. 分布式反馈(DFB)和分布式布拉格反射器(DBR)激光器: 对于这类具有周期性反射结构的激光器,其模型将比法布里-珀罗激光器更为复杂。本书将介绍如何将分布式反馈效应纳入速率方程,分析其如何实现单模输出和提高边模抑制比,以及其在光通信和光谱学中的应用。 4. 光注入和反馈的动力学: 外部光注入和光反馈是实现激光器功能拓展和性能优化的重要手段。本书将分析外部光信号如何耦合到激光器内部,影响其同步、频率锁定和混沌动力学。我们将推导光注入和反馈下的速率方程,并研究其在光信号处理、混沌通信等领域的潜在应用。 5. 温度依赖性与稳定性: 激光器的性能对温度变化非常敏感。我们将分析温度如何影响半导体材料的带隙、载流子寿命、增益系数以及折射率,并将其纳入速率方程模型,以研究激光器的温度依赖性以及设计高性能、宽温工作范围的激光器。 四、数值模拟与实验验证 本书还将强调速率方程模型在实际应用中的重要性。我们将介绍常用的数值求解方法,如欧拉法、龙格-库塔法等,用于求解非线性速率方程组,并展示如何通过数值模拟来预测激光器的各种工作特性。同时,本书将讨论如何将理论预测与实验测量结果进行对比,以验证模型的准确性,并指导实验优化。 目标读者 《半导体激光器速率方程理论:下册》适合于光学工程、电子工程、物理学等相关专业的本科生、研究生,以及从事半导体激光器设计、研发和应用工作的工程师、研究人员。通过对本书的学习,读者将能够: 深入理解半导体激光器内部复杂动力学过程的物理机制。 熟练掌握半导体激光器速率方程的建立、求解和应用。 能够利用理论模型分析和预测激光器的输出特性,如阈值、功率、频率、调制带宽和噪声。 为设计和优化各类半导体激光器提供坚实的理论基础。 本书力求理论严谨,内容详实,并结合实际应用,旨在帮助读者建立对半导体激光器速率方程理论的全面认识,并能灵活运用到实际工作中。

用户评价

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《半导体激光器速率方程理论:下册》的到来,让我在学术研究的道路上又多了一位可靠的向导。这本书的出版,无疑填补了国内在该领域理论研究的空白,尤其是在对速率方程进行更深入、更系统化的探讨方面。我非常欣赏作者在讲解复杂理论时所展现出的清晰逻辑和循序渐进的风格。上册的成功之处在于其对基础概念的深刻阐释,而下册我期待它能在这一基础上,进一步拓展理论的边界,覆盖更多更具挑战性的课题。例如,关于多模激光器的速率方程,这涉及到复杂的模式竞争和耦合问题,理解这些现象对于设计具有特定光谱特性的激光器至关重要。我之前在工作中就曾遇到过多模激光器模式跳变的问题,如果下册能提供有效的分析工具和抑制策略,那将极大地推动相关研究的进展。另外,书中关于非线性效应的讨论,如载流子诱导的相位调制、增益饱和以及四波混频等,对于理解和控制激光器在高功率或高速调制下的行为至关重要。我希望作者能够提供更详尽的数学模型和物理图像,并探讨这些非线性效应如何影响激光器的输出特性。这本书的深度和广度,充分体现了作者深厚的学术功底和严谨的治学态度,我相信它将成为我进一步提升理论认知水平、解决实际工程难题的宝贵财富。

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拿到《半导体激光器速率方程理论:下册》这本书,我心中涌起的是一种来自理论海洋深处的召唤。我是一名光电子材料专业的学生,对半导体激光器的工作原理一直有着强烈的好奇心,而速率方程正是理解这一原理的关键。上册已经为我揭示了基本规律,而下册,我则期待它能带领我深入到更复杂的层面,去探索更精妙的物理现象。我尤其关注书中关于载流子寿命、光子寿命以及它们之间相互作用的详尽分析。这些参数的微小变化,往往会导致激光器性能发生显著差异,理解它们的物理根源以及如何影响速率方程,是我迫切希望掌握的知识。此外,书中对不同材料体系(如III-V族、II-VI族以及量子点材料)的半导体激光器速率方程的比较分析,也令我十分期待。不同材料的能带结构和电子-空穴相互作用差异,会直接体现在速率方程的形式和参数上,对这些差异的理解有助于我们更全面地认识半导体激光器的多样性。这本书的深度和全面性,足以让我在理论学习的道路上更进一步,它将是我在学术探索中的重要指引。

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终于收到了这本期待已久的《半导体激光器速率方程理论:下册》!作为一名在半导体激光器领域摸爬滚打多年的研究者,我深知基础理论的重要性,而速率方程无疑是理解激光器动力学行为的核心。尽管我已经在上册中受益匪浅,但下册的到来,更像是为我的知识体系注入了更深邃的内涵,也让我对未来的研究方向有了更清晰的图景。这本书的装帧设计我非常喜欢,封面的配色和字体都透露着一股严谨而又不失活力的学术气息,拿在手里就有一种沉甸甸的专业感。我尤其看重书籍的排版和印刷质量,毕竟是要经常翻阅的,清晰的字体、合理的行距、高质量的纸张,这些细节都能极大地提升阅读体验。从上册的经验来看,作者在理论推导上严谨细致,公式的推导过程清晰易懂,这一点我非常肯定。下册的内容我还没来得及深入研读,但仅仅是目录和章节的标题,就足以让我充满好奇和期待。例如,关于非线性效应、腔内损耗以及与材料特性相互作用的章节,我预感将会有很多对我当前项目非常有指导意义的内容。我尤其关注书中是否会深入探讨各种复杂半导体激光器,比如量子点激光器、分布式反馈(DFB)激光器等,它们在现代光通信和光传感领域扮演着越来越重要的角色,其速率方程的分析往往更加复杂和微妙。我希望下册能提供更深入的理论框架和分析工具,帮助我更好地理解和设计这些高性能的激光器件。总而言之,从收到书的那一刻起,我就感受到了它非凡的价值,这绝不是一本简单的教科书,而更像是一位资深研究者呕心沥血的学术结晶,是我案头不可或缺的案头宝典。

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我迫不及待地打开了《半导体激光器速率方程理论:下册》,这本书的出现,无疑为我解决当前研究中遇到的难题提供了一个新的视角。我是一名对半导体激光器理论有着浓厚兴趣的在读博士生,一直在寻求一本能够系统深入地讲解速率方程理论的书籍。上册已经让我对基本原理有了扎实的掌握,而下册的内容,我从目录中就可以预感到它将触及更深层次的物理机制和更复杂的模型。我尤其关注书中关于载流子扩散、光子衍射效应以及与器件结构相互作用的章节。这些因素往往在分析高速调制和短腔激光器时变得尤为重要,而我目前的研究就涉及到这类器件。我希望作者能够提供详尽的数学推导,并辅以物理上的直观解释,帮助我理解这些效应是如何影响激光器的动态响应和输出特性的。同时,书中对不同注入电流、温度和应力条件下激光器动力学行为的分析,也令我非常期待。这些外部条件的变化往往会导致激光器性能的非线性变化,理解这些变化对于优化器件的设计和稳定性至关重要。这本书的出版,不仅为我提供了宝贵的学术资源,更让我看到了未来研究的更多可能性,它将成为我攻克学术难题、撰写高质量论文的重要支撑。

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《半导体激光器速率方程理论:下册》终于抵达我的手中,这对我来说不仅仅是一本书,更是一次深入理论海洋的航行。我是一名在高校从事光电子技术教学的教师,一直在寻找一本能够系统、深入地讲解半导体激光器速率方程的优秀教材。上册的卓越表现已经赢得了我的高度评价,而下册的出现,我深信它会进一步巩固并提升该领域的教学和研究水平。我尤其看重书中关于新型半导体激光器,如量子点激光器、量子级联激光器以及光子晶体激光器等速率方程模型的分析。这些新型器件在许多前沿技术领域都展现出了巨大的潜力,而对其动力学特性的深入理解是掌握这些技术的基础。我希望作者能在这部分提供清晰的推导过程和详实的理论解释,并辅以相关的实验验证或模拟结果,这样能极大地帮助我的学生们理解这些复杂的概念。同时,书中对激光器噪声、瞬态响应以及调制特性的深入分析,也对教学和科研工作具有重要意义。我期待它能成为我课堂上讲解速率方程理论的得力助手,也能为我的科研项目提供理论指导,帮助我们培养出更多优秀的半导体激光器领域的专业人才。

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拿到《半导体激光器速率方程理论:下册》这本书,首先让我感到欣慰的是它的内容深度。上册奠定的坚实理论基础,使得我对下册关于更高级、更复杂半导体激光器动力学行为的探讨充满了信心。这本书的结构设计非常合理,我粗略翻阅了一下,发现它并没有仅仅停留在理论层面,而是深入到了一些前沿的研究方向和实际应用。比如,关于激光器噪声的章节,这对于射频通信和精密测量应用来说至关重要,理解噪声的产生机制和抑制方法是开发高性能系统的关键。我之前在研究某个特定应用时,就曾遇到过由激光器自身噪声引起的信号失真问题,如果下册能够提供更深入的分析和解决方案,那将是极大的帮助。此外,书中对不同类型半导体激光器的速率方程的讨论,比如量子阱激光器、垂直腔面发射激光器(VCSELs)等等,我认为是极其有价值的。这些器件在光互连、生物医学成像等领域都有着广泛的应用前景,而它们独特的结构和工作原理往往会导致其速率方程的形式和参数发生显著变化。我希望作者能够在这个部分提供更详尽的推导和模型,并结合一些实验数据或模拟结果进行验证,这样不仅能加深我们对理论的理解,也能指导我们在实际设计和优化过程中规避潜在的陷阱。这本书的内容丰富度,以及作者在理论和应用之间找到的平衡点,让我对其寄予厚望,相信它将成为我提升专业技能的重要助力。

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《半导体激光器速率方程理论:下册》终于摆在我眼前,这让我感到无比的兴奋和满足。作为一名对半导体激光器技术充满热情的业余爱好者,我一直致力于通过阅读专业书籍来提升自己的知识储备。上册的内容我已经烂熟于心,它为我打开了速率方程理论的大门。而下册,我期待它能为我揭示更深层次的奥秘,让我能够更透彻地理解激光器是如何工作的。我尤其关注书中关于激光器稳定性、模式竞争以及混沌动力学的讨论。这些现象虽然听起来有些复杂,但我相信通过作者清晰的讲解,一定能够让我有所领悟。我希望书中能够提供一些形象的比喻或者类比,帮助我理解这些抽象的物理概念。同时,我也期待书中能够涉及到一些与实际应用相关的内容,比如如何通过速率方程来分析激光器的噪声,或者如何设计更稳定的激光器。这本书的出现,无疑为我提供了一个深入了解半导体激光器世界的绝佳机会,它将是我探索科技奥秘的又一位良师益友。

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这本书,即《半导体激光器速率方程理论:下册》,在我手中沉甸甸的,让我充满了对知识的渴望和探索的冲动。我是一名在半导体激光器行业有多年从业经验的研发工程师,一直以来,速率方程理论都是我理解和优化激光器性能的基石。上册已经为我打下了坚实的基础,而下册的到来,我预感它将为我打开更广阔的理论视野,让我能够更深入地洞察激光器内部的微观世界。我非常关注书中关于分布式反馈(DFB)激光器和分布式布拉格反射(DBR)激光器的速率方程分析。这两种激光器在光通信和数据中心领域扮演着至关重要的角色,其模式选择和稳定性与速率方程中的参数密切相关。我希望书中能够提供详细的推导,并解释如何通过调整器件结构和工作参数来优化其性能。此外,书中关于激光器阈值附近行为的深入分析,以及对阈值附近动力学特性的精细刻画,也让我倍感期待。这一区域的行为往往充满复杂性,理解它对于实现低阈值、高效率的激光器至关重要。这本书的深度和广度,让我相信它将成为我解决实际工程问题、进行技术创新的重要理论支撑。

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这本《半导体激光器速率方程理论:下册》的到来,让我感受到了学术研究的严谨与魅力。我是一名在半导体激光器领域进行前沿探索的研究人员,一直在寻找能够提供最新理论进展和深入分析的书籍。上册已经为我提供了坚实的理论基础,而下册,我深信它将为我带来更多启示。我非常期待书中关于非线性增益压缩、量子光学效应在速率方程中的体现,以及如何将速率方程模型推广到更复杂的器件结构(如集成光子器件)等内容。这些是当前半导体激光器研究的热点和难点,如果书中能提供详细的理论推导和前沿的讨论,将对我当前的科研工作产生巨大的推动作用。我希望作者能够在这部分结合最新的研究成果,提供一些具有前瞻性的分析和展望。此外,书中对高功率、超快激光器动力学特性的讨论,也让我充满期待。这些高性能激光器在许多尖端技术领域都有着不可替代的作用,而对其动力学行为的深入理解是实现这些技术突破的关键。这本书的价值,体现在其内容的深度、广度以及前沿性,它将是我探索未知、追求卓越的有力武器。

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收到《半导体激光器速率方程理论:下册》这本书,我感觉像是得到了一把解锁更深层次理论知识的金钥匙。作为一名在光电子领域工作多年的工程师,我深知速率方程在设计和理解半导体激光器方面的核心作用。上册我已经熟读,其严谨的推导和清晰的讲解至今仍是我解决实际问题的有力武器。下册的到来,我预期它将进一步拓展我的视野,让我能够更深入地理解那些更复杂的激光器动力学现象。我尤其关注书中关于谐振腔损耗、增益压缩以及饱和效应的深入探讨。这些问题直接关系到激光器的效率、输出功率和稳定性,是我在产品开发过程中经常需要面对和解决的难题。我希望书中能提供更精细的数学模型,能够准确描述这些效应在不同工作条件下的行为,并给出相应的优化建议。此外,书中关于激光器混沌现象和非线性动力学行为的讨论,也让我充满好奇。理解这些复杂现象对于开发高稳定性、低噪声的激光器至关重要,特别是在一些对信号质量要求极高的应用领域。这本书的厚度和内容深度,预示着它将成为我案头不可或缺的参考书,它将帮助我更精准地分析问题,更有效地解决问题,并在技术创新上迈出更大步伐。

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