半導體激光器速率方程理論:下冊 9787030479020

半導體激光器速率方程理論:下冊 9787030479020 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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
  • 通信技術
  • 光通信
  • 激光器理論
  • 物理學
  • 電子工程
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店鋪: 韻讀圖書專營店
齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030479020
商品編碼:29864325863
包裝:圓脊精裝
齣版時間:2016-06-01

具體描述

   圖書基本信息
圖書名稱 半導體激光器速率方程理論:下冊 作者 郭長誌
定價 138.00元 齣版社 科學齣版社
ISBN 9787030479020 齣版日期 2016-06-01
字數 頁碼
版次 1 裝幀 圓脊精裝
開本 商品重量 0.4Kg

   內容簡介
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

   作者簡介

   目錄

   編輯推薦
導語_點評_推薦詞

   文摘

   序言

《半導體激光器速率方程理論:下冊》 內容簡介 《半導體激光器速率方程理論:下冊》深入探討瞭半導體激光器的動力學行為,重點聚焦於其內部過程的數學模型構建與求解,以及這些模型如何支配激光器的輸齣特性。本書以上冊為基礎,進一步拓展瞭速率方程理論的應用範圍,涵蓋瞭更為復雜和實際的激光器工作場景,旨在為讀者提供一套係統、嚴謹的理論框架,用以理解、分析和設計各類半導體激光器。 本書內容主要圍繞半導體激光器的速率方程展開,這些方程是描述激光器內載流子濃度、光子密度以及激光輸齣功率隨時間變化的數學模型。下冊從更深入的層次剖析瞭這些方程的推導過程、不同耦閤形式以及它們所反映的物理機製。 一、基本速率方程與模型精煉 全書伊始,我們將迴顧並精煉半導體激光器的基本速率方程組。這包括瞭載流子速率方程和光子速率方程。載流子速率方程描述瞭注入載流子的産生和湮滅過程,其中主要的載流子湮滅機製包括輻射復閤(包括直接復閤和間接復閤)、俄歇復閤以及非輻射復閤。而光子速率方程則描述瞭光子的産生(受激輻射)、損耗(輸齣和吸收)以及自發輻射嚮受激輻射的耦閤。 下冊將特彆關注這些方程中各項係數的物理意義和依賴關係。例如,輻射復閤速率與載流子濃度呈二次方關係,而俄歇復閤速率則與載流子濃度的三次方成正比。激光器增益係數的載流子依賴性也是速率方程中至關重要的一環,本書將詳細闡述不同半導體材料和結構下增益的載流子密度閾值、綫性增長區以及飽和效應。 二、激光器動力學行為的深入分析 速率方程能夠精確地描述激光器的瞬態和穩態行為。下冊將深入分析這些動力學特性,包括: 1. 閾值行為與起振過程: 詳細解析激光器從注入電流到輸齣激光的整個起振過程。我們將分析閾值電流的物理意義,以及載流子和光子密度如何在注入電流超過閾值後迅速增長。本書將通過速率方程的解析或數值解,展示激光器從噪聲起伏到穩定工作的動態演化。 2. 模式競爭與穩定性: 對於多模半導體激光器,模式之間的競爭是其動力學行為的關鍵。本書將構建包含多個模式速率方程的耦閤模型,分析不同模式下的增益、損耗和光子密度。我們將探討導緻單模穩定工作或多模振蕩的條件,以及模式跳變等現象的發生機製。 3. 調製響應特性: 半導體激光器的快速調製能力是其在光通信等領域廣泛應用的基礎。下冊將深入分析調製信號如何影響載流子和光子密度,進而影響激光輸齣功率和頻率。我們將推導激光器的調製帶寬,並分析限製調製帶寬的關鍵因素,例如載流子動力學、光子壽命以及增益壓縮效應。 4. 噪聲特性: 激光器固有的量子噪聲是其性能的一大限製。本書將從理論上推導激光器的各種噪聲源,包括自發輻射噪聲、粒子數噪聲(散粒噪聲)和模式劃分噪聲等。我們將通過速率方程的隨機微分方程形式,分析這些噪聲對激光輸齣功率譜密度和綫寬的影響。 三、復雜模型與特殊應用 在基本理論的基礎上,本書將進一步拓展到更復雜的半導體激光器模型和應用場景: 1. 增益飽和效應: 增益飽和是影響激光器動力學的重要因素,特彆是在高注入電流下。我們將詳細分析增益飽和的物理機製,如載流子占據效應和費米能級移動效應,並將其引入速率方程,研究其對激光器穩態輸齣和動態響應的影響。 2. 量子點和量子阱激光器: 針對近年來發展迅速的量子點和量子阱激光器,本書將討論如何修改或擴展傳統的速率方程模型以適應這些結構的光學和電子特性。我們將分析量子限製效應如何影響增益譜、載流子動力學以及這些結構特有的速率方程形式。 3. 分布式反饋(DFB)和分布式布拉格反射器(DBR)激光器: 對於這類具有周期性反射結構的激光器,其模型將比法布裏-珀羅激光器更為復雜。本書將介紹如何將分布式反饋效應納入速率方程,分析其如何實現單模輸齣和提高邊模抑製比,以及其在光通信和光譜學中的應用。 4. 光注入和反饋的動力學: 外部光注入和光反饋是實現激光器功能拓展和性能優化的重要手段。本書將分析外部光信號如何耦閤到激光器內部,影響其同步、頻率鎖定和混沌動力學。我們將推導光注入和反饋下的速率方程,並研究其在光信號處理、混沌通信等領域的潛在應用。 5. 溫度依賴性與穩定性: 激光器的性能對溫度變化非常敏感。我們將分析溫度如何影響半導體材料的帶隙、載流子壽命、增益係數以及摺射率,並將其納入速率方程模型,以研究激光器的溫度依賴性以及設計高性能、寬溫工作範圍的激光器。 四、數值模擬與實驗驗證 本書還將強調速率方程模型在實際應用中的重要性。我們將介紹常用的數值求解方法,如歐拉法、龍格-庫塔法等,用於求解非綫性速率方程組,並展示如何通過數值模擬來預測激光器的各種工作特性。同時,本書將討論如何將理論預測與實驗測量結果進行對比,以驗證模型的準確性,並指導實驗優化。 目標讀者 《半導體激光器速率方程理論:下冊》適閤於光學工程、電子工程、物理學等相關專業的本科生、研究生,以及從事半導體激光器設計、研發和應用工作的工程師、研究人員。通過對本書的學習,讀者將能夠: 深入理解半導體激光器內部復雜動力學過程的物理機製。 熟練掌握半導體激光器速率方程的建立、求解和應用。 能夠利用理論模型分析和預測激光器的輸齣特性,如閾值、功率、頻率、調製帶寬和噪聲。 為設計和優化各類半導體激光器提供堅實的理論基礎。 本書力求理論嚴謹,內容詳實,並結閤實際應用,旨在幫助讀者建立對半導體激光器速率方程理論的全麵認識,並能靈活運用到實際工作中。

用戶評價

評分

這本《半導體激光器速率方程理論:下冊》的到來,讓我感受到瞭學術研究的嚴謹與魅力。我是一名在半導體激光器領域進行前沿探索的研究人員,一直在尋找能夠提供最新理論進展和深入分析的書籍。上冊已經為我提供瞭堅實的理論基礎,而下冊,我深信它將為我帶來更多啓示。我非常期待書中關於非綫性增益壓縮、量子光學效應在速率方程中的體現,以及如何將速率方程模型推廣到更復雜的器件結構(如集成光子器件)等內容。這些是當前半導體激光器研究的熱點和難點,如果書中能提供詳細的理論推導和前沿的討論,將對我當前的科研工作産生巨大的推動作用。我希望作者能夠在這部分結閤最新的研究成果,提供一些具有前瞻性的分析和展望。此外,書中對高功率、超快激光器動力學特性的討論,也讓我充滿期待。這些高性能激光器在許多尖端技術領域都有著不可替代的作用,而對其動力學行為的深入理解是實現這些技術突破的關鍵。這本書的價值,體現在其內容的深度、廣度以及前沿性,它將是我探索未知、追求卓越的有力武器。

評分

《半導體激光器速率方程理論:下冊》終於抵達我的手中,這對我來說不僅僅是一本書,更是一次深入理論海洋的航行。我是一名在高校從事光電子技術教學的教師,一直在尋找一本能夠係統、深入地講解半導體激光器速率方程的優秀教材。上冊的卓越錶現已經贏得瞭我的高度評價,而下冊的齣現,我深信它會進一步鞏固並提升該領域的教學和研究水平。我尤其看重書中關於新型半導體激光器,如量子點激光器、量子級聯激光器以及光子晶體激光器等速率方程模型的分析。這些新型器件在許多前沿技術領域都展現齣瞭巨大的潛力,而對其動力學特性的深入理解是掌握這些技術的基礎。我希望作者能在這部分提供清晰的推導過程和詳實的理論解釋,並輔以相關的實驗驗證或模擬結果,這樣能極大地幫助我的學生們理解這些復雜的概念。同時,書中對激光器噪聲、瞬態響應以及調製特性的深入分析,也對教學和科研工作具有重要意義。我期待它能成為我課堂上講解速率方程理論的得力助手,也能為我的科研項目提供理論指導,幫助我們培養齣更多優秀的半導體激光器領域的專業人纔。

評分

我迫不及待地打開瞭《半導體激光器速率方程理論:下冊》,這本書的齣現,無疑為我解決當前研究中遇到的難題提供瞭一個新的視角。我是一名對半導體激光器理論有著濃厚興趣的在讀博士生,一直在尋求一本能夠係統深入地講解速率方程理論的書籍。上冊已經讓我對基本原理有瞭紮實的掌握,而下冊的內容,我從目錄中就可以預感到它將觸及更深層次的物理機製和更復雜的模型。我尤其關注書中關於載流子擴散、光子衍射效應以及與器件結構相互作用的章節。這些因素往往在分析高速調製和短腔激光器時變得尤為重要,而我目前的研究就涉及到這類器件。我希望作者能夠提供詳盡的數學推導,並輔以物理上的直觀解釋,幫助我理解這些效應是如何影響激光器的動態響應和輸齣特性的。同時,書中對不同注入電流、溫度和應力條件下激光器動力學行為的分析,也令我非常期待。這些外部條件的變化往往會導緻激光器性能的非綫性變化,理解這些變化對於優化器件的設計和穩定性至關重要。這本書的齣版,不僅為我提供瞭寶貴的學術資源,更讓我看到瞭未來研究的更多可能性,它將成為我攻剋學術難題、撰寫高質量論文的重要支撐。

評分

這本書,即《半導體激光器速率方程理論:下冊》,在我手中沉甸甸的,讓我充滿瞭對知識的渴望和探索的衝動。我是一名在半導體激光器行業有多年從業經驗的研發工程師,一直以來,速率方程理論都是我理解和優化激光器性能的基石。上冊已經為我打下瞭堅實的基礎,而下冊的到來,我預感它將為我打開更廣闊的理論視野,讓我能夠更深入地洞察激光器內部的微觀世界。我非常關注書中關於分布式反饋(DFB)激光器和分布式布拉格反射(DBR)激光器的速率方程分析。這兩種激光器在光通信和數據中心領域扮演著至關重要的角色,其模式選擇和穩定性與速率方程中的參數密切相關。我希望書中能夠提供詳細的推導,並解釋如何通過調整器件結構和工作參數來優化其性能。此外,書中關於激光器閾值附近行為的深入分析,以及對閾值附近動力學特性的精細刻畫,也讓我倍感期待。這一區域的行為往往充滿復雜性,理解它對於實現低閾值、高效率的激光器至關重要。這本書的深度和廣度,讓我相信它將成為我解決實際工程問題、進行技術創新的重要理論支撐。

評分

拿到《半導體激光器速率方程理論:下冊》這本書,我心中湧起的是一種來自理論海洋深處的召喚。我是一名光電子材料專業的學生,對半導體激光器的工作原理一直有著強烈的好奇心,而速率方程正是理解這一原理的關鍵。上冊已經為我揭示瞭基本規律,而下冊,我則期待它能帶領我深入到更復雜的層麵,去探索更精妙的物理現象。我尤其關注書中關於載流子壽命、光子壽命以及它們之間相互作用的詳盡分析。這些參數的微小變化,往往會導緻激光器性能發生顯著差異,理解它們的物理根源以及如何影響速率方程,是我迫切希望掌握的知識。此外,書中對不同材料體係(如III-V族、II-VI族以及量子點材料)的半導體激光器速率方程的比較分析,也令我十分期待。不同材料的能帶結構和電子-空穴相互作用差異,會直接體現在速率方程的形式和參數上,對這些差異的理解有助於我們更全麵地認識半導體激光器的多樣性。這本書的深度和全麵性,足以讓我在理論學習的道路上更進一步,它將是我在學術探索中的重要指引。

評分

收到《半導體激光器速率方程理論:下冊》這本書,我感覺像是得到瞭一把解鎖更深層次理論知識的金鑰匙。作為一名在光電子領域工作多年的工程師,我深知速率方程在設計和理解半導體激光器方麵的核心作用。上冊我已經熟讀,其嚴謹的推導和清晰的講解至今仍是我解決實際問題的有力武器。下冊的到來,我預期它將進一步拓展我的視野,讓我能夠更深入地理解那些更復雜的激光器動力學現象。我尤其關注書中關於諧振腔損耗、增益壓縮以及飽和效應的深入探討。這些問題直接關係到激光器的效率、輸齣功率和穩定性,是我在産品開發過程中經常需要麵對和解決的難題。我希望書中能提供更精細的數學模型,能夠準確描述這些效應在不同工作條件下的行為,並給齣相應的優化建議。此外,書中關於激光器混沌現象和非綫性動力學行為的討論,也讓我充滿好奇。理解這些復雜現象對於開發高穩定性、低噪聲的激光器至關重要,特彆是在一些對信號質量要求極高的應用領域。這本書的厚度和內容深度,預示著它將成為我案頭不可或缺的參考書,它將幫助我更精準地分析問題,更有效地解決問題,並在技術創新上邁齣更大步伐。

評分

《半導體激光器速率方程理論:下冊》終於擺在我眼前,這讓我感到無比的興奮和滿足。作為一名對半導體激光器技術充滿熱情的業餘愛好者,我一直緻力於通過閱讀專業書籍來提升自己的知識儲備。上冊的內容我已經爛熟於心,它為我打開瞭速率方程理論的大門。而下冊,我期待它能為我揭示更深層次的奧秘,讓我能夠更透徹地理解激光器是如何工作的。我尤其關注書中關於激光器穩定性、模式競爭以及混沌動力學的討論。這些現象雖然聽起來有些復雜,但我相信通過作者清晰的講解,一定能夠讓我有所領悟。我希望書中能夠提供一些形象的比喻或者類比,幫助我理解這些抽象的物理概念。同時,我也期待書中能夠涉及到一些與實際應用相關的內容,比如如何通過速率方程來分析激光器的噪聲,或者如何設計更穩定的激光器。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個深入瞭解半導體激光器世界的絕佳機會,它將是我探索科技奧秘的又一位良師益友。

評分

終於收到瞭這本期待已久的《半導體激光器速率方程理論:下冊》!作為一名在半導體激光器領域摸爬滾打多年的研究者,我深知基礎理論的重要性,而速率方程無疑是理解激光器動力學行為的核心。盡管我已經在上冊中受益匪淺,但下冊的到來,更像是為我的知識體係注入瞭更深邃的內涵,也讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的圖景。這本書的裝幀設計我非常喜歡,封麵的配色和字體都透露著一股嚴謹而又不失活力的學術氣息,拿在手裏就有一種沉甸甸的專業感。我尤其看重書籍的排版和印刷質量,畢竟是要經常翻閱的,清晰的字體、閤理的行距、高質量的紙張,這些細節都能極大地提升閱讀體驗。從上冊的經驗來看,作者在理論推導上嚴謹細緻,公式的推導過程清晰易懂,這一點我非常肯定。下冊的內容我還沒來得及深入研讀,但僅僅是目錄和章節的標題,就足以讓我充滿好奇和期待。例如,關於非綫性效應、腔內損耗以及與材料特性相互作用的章節,我預感將會有很多對我當前項目非常有指導意義的內容。我尤其關注書中是否會深入探討各種復雜半導體激光器,比如量子點激光器、分布式反饋(DFB)激光器等,它們在現代光通信和光傳感領域扮演著越來越重要的角色,其速率方程的分析往往更加復雜和微妙。我希望下冊能提供更深入的理論框架和分析工具,幫助我更好地理解和設計這些高性能的激光器件。總而言之,從收到書的那一刻起,我就感受到瞭它非凡的價值,這絕不是一本簡單的教科書,而更像是一位資深研究者嘔心瀝血的學術結晶,是我案頭不可或缺的案頭寶典。

評分

《半導體激光器速率方程理論:下冊》的到來,讓我在學術研究的道路上又多瞭一位可靠的嚮導。這本書的齣版,無疑填補瞭國內在該領域理論研究的空白,尤其是在對速率方程進行更深入、更係統化的探討方麵。我非常欣賞作者在講解復雜理論時所展現齣的清晰邏輯和循序漸進的風格。上冊的成功之處在於其對基礎概念的深刻闡釋,而下冊我期待它能在這一基礎上,進一步拓展理論的邊界,覆蓋更多更具挑戰性的課題。例如,關於多模激光器的速率方程,這涉及到復雜的模式競爭和耦閤問題,理解這些現象對於設計具有特定光譜特性的激光器至關重要。我之前在工作中就曾遇到過多模激光器模式跳變的問題,如果下冊能提供有效的分析工具和抑製策略,那將極大地推動相關研究的進展。另外,書中關於非綫性效應的討論,如載流子誘導的相位調製、增益飽和以及四波混頻等,對於理解和控製激光器在高功率或高速調製下的行為至關重要。我希望作者能夠提供更詳盡的數學模型和物理圖像,並探討這些非綫性效應如何影響激光器的輸齣特性。這本書的深度和廣度,充分體現瞭作者深厚的學術功底和嚴謹的治學態度,我相信它將成為我進一步提升理論認知水平、解決實際工程難題的寶貴財富。

評分

拿到《半導體激光器速率方程理論:下冊》這本書,首先讓我感到欣慰的是它的內容深度。上冊奠定的堅實理論基礎,使得我對下冊關於更高級、更復雜半導體激光器動力學行為的探討充滿瞭信心。這本書的結構設計非常閤理,我粗略翻閱瞭一下,發現它並沒有僅僅停留在理論層麵,而是深入到瞭一些前沿的研究方嚮和實際應用。比如,關於激光器噪聲的章節,這對於射頻通信和精密測量應用來說至關重要,理解噪聲的産生機製和抑製方法是開發高性能係統的關鍵。我之前在研究某個特定應用時,就曾遇到過由激光器自身噪聲引起的信號失真問題,如果下冊能夠提供更深入的分析和解決方案,那將是極大的幫助。此外,書中對不同類型半導體激光器的速率方程的討論,比如量子阱激光器、垂直腔麵發射激光器(VCSELs)等等,我認為是極其有價值的。這些器件在光互連、生物醫學成像等領域都有著廣泛的應用前景,而它們獨特的結構和工作原理往往會導緻其速率方程的形式和參數發生顯著變化。我希望作者能夠在這個部分提供更詳盡的推導和模型,並結閤一些實驗數據或模擬結果進行驗證,這樣不僅能加深我們對理論的理解,也能指導我們在實際設計和優化過程中規避潛在的陷阱。這本書的內容豐富度,以及作者在理論和應用之間找到的平衡點,讓我對其寄予厚望,相信它將成為我提升專業技能的重要助力。

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