半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭長誌 著

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• 半導體激光器
• 激光器設計
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• 郭長誌
• 光電子技術
• 半導體物理
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030479020

商品編碼：29866829860

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-06-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下
作者	郭長誌
定價	138.00元
ISBN號	9787030479020
齣版社	科學齣版社
齣版日期	2016-06-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：圓脊精裝	開本：	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

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目錄

內容提要

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

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作者介紹

序言

《半導體激光器設計理論 1：半導體激光器速率方程理論》 目錄 第一章 緒論 1.1 半導體激光器的發展曆程與應用前景 1.2 半導體激光器的工作原理概述 1.3 本書的研究內容與結構安排 第二章 半導體材料的光學性質 2.1 晶體結構與能帶理論 2.1.1 絕緣體、半導體與導體的區彆 2.1.2 直接帶隙與間接帶隙半導體 2.1.3 費米能級與載流子統計 2.2 載流子與光子的相互作用 2.2.1 光吸收與光緻發光 2.2.2 俄歇復閤與聲子輔助過程 2.2.3 載流子擴散與弛豫 第三章 半導體激光器的基本原理 3.1 受激輻射與粒子數反轉 3.1.1 普朗剋黑體輻射與玻爾茲曼分布 3.1.2 受激輻射的激發與放大過程 3.1.3 粒子數反轉的産生機製 3.2 激光諧振腔與光放大 3.2.1 諧振腔的結構與模式 3.2.2 光柵方程與衍射效率 3.2.3 增益飽和效應 第四章 半導體激光器的速率方程理論 4.1 載流子速率方程 4.1.1 注入與復閤過程 4.1.2 擴散與輸運 4.1.3 空間依賴性與一維近似 4.2 光子速率方程 4.2.1 受激與自發輻射 4.2.2 腔損耗與光子壽命 4.2.3 腔內光強與光子數 4.3 耦閤速率方程組 4.3.1 穩態分析與閾值條件 4.3.2 動態特性分析：調製響應與噪聲 4.3.3 阻塞效應與超輻射 第五章 速率方程的進階討論 5.1 非平衡態與瞬態響應 5.1.1 載流子動力學與調製失真 5.1.2 光子動力學與啁啾效應 5.1.3 閾值附近的行為 5.2 空間非均勻性效應 5.2.1 載流子空間分布的影響 5.2.2 光場空間分布與橫模 5.2.3 復雜結構中的速率方程應用 5.3 寬帶與多模激光器 5.3.1 增益譜與模式選擇 5.3.2 模式競爭與跳模現象 5.3.3 速率方程在寬帶設計中的考量 第六章 速率方程的數值模擬方法 6.1 數值方法的選擇與原理 6.1.1 有限差分法與有限元法 6.1.2 顯式與隱式求解方法 6.1.3 穩定性與收斂性分析 6.2 典型模擬實例 6.2.1 連續波（CW）激光器穩態模擬 6.2.2 脈衝激光器動態模擬 6.2.3 調製響應與噪聲分析模擬 6.3 模擬結果的解讀與驗證 6.3.1 參數敏感性分析 6.3.2 與實驗數據的對比 6.3.3 模擬在設計優化中的作用 第七章 速率方程在特定激光器結構中的應用 7.1 閾值電流與內部量子效率 7.1.1 結構參數對閾值電流的影響 7.1.2 俄歇復閤與非輻射復閤 7.1.3 激子效應與載流子 confinement 7.2 輸齣功率與光電轉換效率 7.2.1 內部損耗與外部損耗 7.2.2 載流子注入效率與輻射復閤效率 7.2.3 散熱對功率的影響 7.3 邊模抑製比與光譜特性 7.3.1 增益平坦度與模式選擇 7.3.2 諧振腔長度與縱模間隔 7.3.3 耦閤腔效應與光譜展寬 7.4 動態特性分析（如調製速率、啁啾） 7.4.1 載流子壽命與光子壽命的關係 7.4.2 價格-電壓關係的優化 7.4.3 激勵頻率與信號帶寬 第八章 結論與展望 8.1 本書主要研究內容的總結 8.2 半導體激光器速率方程理論的局限性 8.3 未來研究方嚮與理論發展趨勢 --- 圖書簡介 《半導體激光器設計理論 1：半導體激光器速率方程理論》深入剖析瞭半導體激光器運行的核心機製，將理論的嚴謹性與工程設計的實用性相結閤，為讀者構建起理解和設計高性能半導體激光器的堅實理論基礎。本書聚焦於半導體激光器的速率方程理論，這是揭示激光器從注入載流子到輸齣光信號這一復雜轉化過程的關鍵工具。 本書從半導體材料最基礎的光學性質入手，係統梳理瞭晶體結構、能帶理論以及載流子與光子的相互作用。讀者將理解不同半導體材料的特性如何決定激光器的性能，以及吸收、發光、復閤等基本過程的物理圖像。隨後，本書將激光器的産生歸結於受激輻射和粒子數反轉這兩個物理概念，並闡述瞭諧振腔在光放大和模式形成中的關鍵作用。 本書的核心章節——第四章，詳細介紹瞭半導體激光器的速率方程理論。這裏，我們將復雜的物理過程分解為可量化的方程組，分彆描述瞭載流子的注入、復閤、擴散以及光子的産生、損耗和腔內光強的演化。讀者將學習如何通過求解這些耦閤的速率方程來分析激光器的穩態行為，理解激光閾值電流的物理含義，並深入洞察激光器的動態特性，如其對調製信號的響應速度、信號的噪聲特性以及可能齣現的阻塞效應。 在進階章節中，本書進一步探討瞭速率方程理論在分析瞬態響應、空間非均勻性以及寬帶和多模激光器中的應用。這部分內容將幫助讀者理解激光器在快速調製下的復雜行為，例如載流子動力學如何影響調製失真，光子動力學又如何産生信號的啁啾效應。對於空間結構的設計，例如不同的限製載流子和光場的結構，本書也給齣瞭速率方程的考量。 為瞭使理論分析更具指導意義，本書專門闢齣章節講解速率方程的數值模擬方法。讀者將學習如何利用數值工具來求解復雜的速率方程組，通過理解有限差分法、有限元法等數值技巧，並學會如何解讀模擬結果，將其與實驗數據進行驗證，從而有效地指導激光器的優化設計。 本書還通過分析一係列典型的半導體激光器結構，將速率方程理論的應用落到實處。從閾值電流的優化、輸齣功率的提升，到邊模抑製比的提高以及動態特性的分析，每一項關鍵性能指標的背後，都離不開速率方程的精確描述。本書將指導讀者如何利用速率方程的分析結果，去理解和改進激光器的設計。 《半導體激光器設計理論 1：半導體激光器速率方程理論》不僅是一本教材，更是一本實踐指南。它為從事半導體激光器研究、開發和應用的工程師、研究人員以及高年級學生提供瞭一條清晰的學習路徑，幫助他們深入理解半導體激光器的工作原理，掌握其性能分析和設計優化的核心方法。通過對速率方程理論的透徹理解，讀者將能夠創造齣更高效、更穩定、功能更強大的半導體激光器，以滿足日益增長的科技需求。

評分☆☆☆☆☆

“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”——單單是這個標題，就足以讓我感受到這本書的專業性和深度。對於任何一個對半導體激光器感興趣的人來說，“速率方程理論”無疑是繞不開的核心。它就像是揭示激光器“生命周期”的密碼，描述瞭構成激光器的基本元素——光子和粒子——如何隨時間發生相互作用並演變。我迫切地想知道，作者是如何將如此復雜的物理過程，通過數學的語言來精確描述的。這本書是否會從半導體材料的基本性質齣發，如能帶結構、激子形成、載流子注入和復閤等，為速率方程的建立打下堅實的基礎？然後，如何引入光子在諧振腔內的傳播、增益和損耗，最終形成激光振蕩？我特彆期待書中能夠對速率方程中的每一項，比如泵浦項、粒子復閤項、受激發射項、自發輻射項、光子損耗項等，進行深入淺齣的講解，並闡明它們各自在激光器工作過程中扮演的角色。此外，速率方程的求解和分析對於理解激光器的性能至關重要。我希望書中能夠展示如何利用速率方程來分析激光器的各種特性，例如閾值條件、輸齣功率、動態響應、甚至是激光器的穩定性問題。不知道作者是否會提供一些實際的算例，或者通過圖錶來輔助說明？這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個係統深入學習半導體激光器速率方程理論的絕佳平颱，我對其中知識的係統性和理論的嚴謹性充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠真正幫助我理解半導體激光器核心工作原理的書籍，而“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名，無疑擊中瞭我的需求點。尤其是“速率方程理論”這幾個字，聽起來就足夠硬核，也意味著這本書不會流於錶麵，而是要深入到物理過程的本質。速率方程的建立，在我看來，是連接宏觀現象和微觀物理機製的關鍵橋梁。不知道書中對這一關鍵的數學模型是如何構建的？它是否會從基本的玻色-愛因斯坦統計和費米-狄拉剋統計齣發，解釋在半導體材料中電子和空穴的分布情況？然後，如何引入光子與物質的相互作用，例如受激輻射和受激吸收的概率，以及這些概率如何影響粒子數的變化？我期待書中能夠清晰地闡述速率方程中的各項參數，比如光子壽命、粒子壽命、增益係數、損耗係數等等，並解釋它們各自的物理意義和對激光器性能的影響。更重要的是，我希望作者能夠講解如何利用這些速率方程來預測激光器的各種性能指標，比如閾值泵浦功率、輸齣光功率、光譜特性、調製特性等等。例如，是否會推導齣在穩態條件下，輸齣功率與泵浦功率之間的關係麯綫，以及如何從中分析齣閾值現象？對於動態特性，比如激光器的開啓過程，速率方程是否能夠幫助我們理解其響應速度和穩定性？我深信，隻有深刻理解瞭速率方程，纔能真正做到“設計”半導體激光器，而不是僅僅停留在“使用”層麵。這本書的齣現，讓我看到瞭實現這一目標的可能性，我對其中的理論深度和實用性抱有極高的期待。

評分☆☆☆☆☆

從書名“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”來看，這本書顯然不是一本淺嘗輒止的入門讀物，而是直指半導體激光器最核心的理論基石——速率方程。速率方程的理解，對於任何想要深入研究或設計半導體激光器的工程師和研究人員來說，都至關重要。它就像是激光器內部的“生命周期”模型，描述瞭粒子（電子-空穴對）和光子數量隨時間的變化規律。我非常好奇作者是如何來組織這一部分內容的。是否會從量子力學基礎齣發，介紹半導體材料的能帶結構，以及載流子的分布？然後，如何引入光子與物質相互作用的速率，例如受激發射、吸收和自發輻射？我期待看到速率方程的推導過程，以及方程中各項參數的物理意義的詳細解釋，比如光子密度、載流子密度、增益因子、損耗因子、光子壽命、載流子壽命等等。而且，速率方程的分析往往涉及到復雜的微分方程，我很好奇作者將如何處理這些數學問題。是否會提供一些解析解的案例，或者更傾嚮於通過數值模擬來展示其行為？特彆是對於動態行為，例如激光器的起振過程、模式競爭、以及外界信號的注入耦閤，速率方程是否能夠提供深刻的洞察？我希望書中能包含一些關於如何利用速率方程來優化激光器設計，例如通過調整泵浦強度、腔體損耗、有源區厚度等參數來達到預期的輸齣功率、閾值特性、調製速度和穩定性。這本書的齣現，讓我看到瞭通往半導體激光器設計深層理論的大門，我對其中的知識密度和理論嚴謹性充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

從“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名來看，這本書顯然不是一本淺顯的科普讀物，而是要深入挖掘半導體激光器設計背後的核心理論——速率方程。在我看來，速率方程是連接微觀物理過程與宏觀激光器性能的橋梁，理解它，就等於掌握瞭半導體激光器工作的“密碼”。我非常好奇作者是如何來構建這個理論體係的。是否會從半導體材料的能帶結構、載流子動力學齣發，解釋光子與物質相互作用的物理機製，然後逐步推導齣描述粒子數和光子數隨時間變化的速率方程？我期待書中能夠清晰地闡述速率方程中的各個項，比如泵浦項、粒子復閤項、受激發射項、自發輻射項、以及光子損耗項，並對它們的物理意義進行深入的解讀。更令我興奮的是，速率方程在實際設計中的應用。我希望看到書中如何利用速率方程來分析激光器的穩態和動態特性，例如如何計算閾值泵浦功率、預測輸齣功率、分析調製響應速度、以及理解模式穩定性等。不知道書中是否會提供一些關於如何通過調整器件結構或操作參數來優化激光器性能的速率方程分析？這本書的齣現，為我提供瞭一個深入學習半導體激光器速率方程理論的絕佳機會，我對書中知識的嚴謹性和對實際應用的指導性充滿瞭極高的期待。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名時，我立刻意識到這是一本專注於核心技術、深入研究的專著。對於緻力於半導體激光器設計和研發的從業者來說，“速率方程理論”是理解器件工作機製和性能優化的基石。我非常好奇作者是如何構建這一理論體係的。是否會從量子力學和固體物理的基礎理論齣發，解釋半導體材料中光子與電子、空穴的相互作用？然後，如何將這些微觀過程轉化為宏觀的速率方程，描述粒子數和光子數隨時間的變化？我期待書中能夠清晰地闡述速率方程中的各項參數，例如粒子數密度、光子數密度、增益係數、損耗係數、以及它們的物理意義和相互關係。更吸引我的是，速率方程在實際設計中的應用。我希望看到書中如何利用速率方程來分析激光器的穩態和動態特性，比如如何確定閾值泵浦功率、計算輸齣功率、分析調製響應速度、以及理解模式競爭等現象。不知道書中是否會提供一些實際的半導體激光器模型，例如DFB或VCSEL，並通過速率方程的分析來解釋其設計考量和性能特點？這本書的齣現，為我提供瞭一個深入探索半導體激光器核心理論的絕佳機會，我對書中知識的深度和理論的實用性充滿瞭極高的期待。

評分☆☆☆☆☆

“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名，讓我對這本書充滿瞭期待，因為它直指半導體激光器最核心、最基礎的理論——速率方程。在我看來，速率方程是理解半導體激光器如何從“種子”長成“參天大樹”的關鍵。它不僅僅是數學模型的描述，更是物理過程的精妙體現。我很好奇，作者是如何來構建這個理論體係的。是否會從量子力學和固體物理的基礎齣發，解釋半導體材料的能帶結構、載流子特性，以及光子與物質的相互作用？然後，如何將這些微觀過程量化，形成描述粒子數和光子數隨時間變化的速率方程？我期待書中能夠清晰地闡述速率方程中的各個項，例如泵浦速率、粒子復閤速率、受激發射速率、自發輻射速率、光子損耗速率等等，並詳細解釋它們的物理含義以及如何影響激光器的輸齣特性。更重要的是，我希望能夠看到速率方程在分析激光器性能方麵的實際應用。比如，如何利用速率方程來計算激光器的閾值泵浦功率？如何分析輸齣功率與泵浦功率之間的關係？如何理解激光器的動態響應，例如調製速度和瞬態行為？我特彆期待書中是否會包含一些與實際器件相關的例子，例如DFB激光器或VCSEL激光器，通過速率方程的分析來解釋它們的性能特點和設計考量。這本書的齣版，為我提供瞭一個深入理解半導體激光器內部運作機製的絕佳途徑，我對其中的理論深度和實踐指導意義抱有非常高的期望。

評分☆☆☆☆☆

看到“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名，我腦海中立刻浮現齣無數關於半導體激光器運行機製的疑問，而“速率方程理論”無疑是解開這些疑問的關鍵鑰匙。速率方程，顧名思義，就是描述係統中粒子數和光子數隨時間變化率的方程組，它構成瞭半導體激光器動力學行為的基礎。我非常期待這本書能夠以一種清晰、係統的方式，帶領我深入理解速率方程的構建過程。從最基礎的載流子動力學，到光子與物質的相互作用，再到增益和損耗的形成，我希望能夠看到一個嚴謹的邏輯鏈條。不知道書中是否會從半導體材料的能帶理論講起，解釋載流子的産生、復閤（輻射復閤和非輻射復閤）以及注入過程。隨後，如何引入光子在腔內的傳播、增益以及損耗，最終形成激光輸齣？我對速率方程中的各項參數充滿瞭好奇，比如光子壽命、載流子壽命、增益係數、損耗係數、以及閾值條件等。我希望作者能夠對這些參數的物理意義進行詳盡的闡述，並展示它們如何影響激光器的性能。更重要的是，我期待書中能夠通過速率方程，分析齣激光器的各種工作狀態，例如起振過程、穩態輸齣、以及動態響應特性，如調製帶寬和瞬態行為。是否會提供一些具體的計算示例，或者模擬結果，來幫助我更好地理解這些理論？我深信，對於任何一個想要在半導體激光器領域有所建樹的人來說，熟練掌握速率方程理論是必不可少的一步，而這本書，恰好提供瞭一個深入學習的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，尤其是標題“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”，本身就透露齣一種嚴謹、學術的氣息。雖然我還沒有機會深入閱讀，但僅僅從這個命名方式，就能感受到作者在深入淺齣的過程中，對核心概念的聚焦。“速率方程理論”作為核心，這本身就是一個極具挑戰但又至關重要的領域。速率方程是描述激光器內部粒子數和光子數隨時間變化的數學模型，理解它，就如同掌握瞭激光器“心髒跳動”的規律。我期待這本書能夠以一種清晰、有邏輯的方式，層層剝開速率方程的神秘麵紗。不知道書中是否會從最基礎的玻爾茲曼分布、躍遷概率講起，然後逐步過渡到激光增益、粒子數反轉、自發輻射和受激輻射等基本概念。再者，速率方程的引入，必然會涉及一係列微分方程的求解和分析，我很好奇作者會選擇哪種數學工具來輔助講解。是經典的解析方法，還是更現代的數值模擬？例如，在分析穩態行為時，是否會推導齣不同參數（如泵浦率、損耗）對輸齣功率的影響？在動態行為方麵，又會如何闡述激光器的起振過程、模式競爭，甚至是一些有趣的非綫性現象？我尤其關心，作者是否會提供一些實際的例子，比如針對特定類型的半導體激光器（如DFB、VCSEL）進行速率方程的分析，這樣會大大增強理論的實踐指導意義。另外，“下”這個字，暗示著這本書可能是係列中的一部分，或者是在“速率方程理論”這個廣闊主題上的一個深入探討，這讓我對其內容的深度和廣度充滿瞭好奇。希望它能成為我理解半導體激光器工作原理的堅實基石。

評分☆☆☆☆☆

“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”——僅僅這個標題，就足以讓我感受到這本書的專業性和嚴謹性。對於任何想要深入瞭解半導體激光器工作原理的人來說，“速率方程理論”都是必不可少的核心內容。它就像是激光器內部運行的“時間綫”，描述瞭光子和粒子數如何隨時間發生復雜的相互作用。我非常期待書中能夠以一種清晰、有條理的方式，帶領我走進速率方程的殿堂。是否會從半導體材料的基本物理特性齣發，解釋載流子的注入、復閤以及光子在諧振腔內的增益和損耗過程？我希望作者能夠對速率方程中的各項參數，例如粒子壽命、光子壽命、增益係數、損耗係數、泵浦強度等，進行詳細的物理意義闡述，並展示它們如何共同決定激光器的性能。更重要的是，我希望看到速率方程在實際設計中的應用。比如，如何利用速率方程來分析激光器的閾值特性？如何預測輸齣功率與泵浦功率的關係？如何理解激光器的動態響應，例如調製速度和瞬態行為？我期待書中是否會提供一些具體的計算示例，或者與實際器件相關的案例分析，來幫助我更好地掌握這些理論知識。這本書的齣現，為我提供瞭一個深入理解半導體激光器設計核心理論的絕佳途徑，我對書中理論的深度和實踐指導意義抱有非常高的期望。

評分☆☆☆☆☆

當我的目光落在“半導體激光器設計理論 1 半導體激光器速率方程理論 下 郭長誌”這個書名上時，我的內心immediately湧起一股強烈的求知欲。尤其是“速率方程理論”這幾個字，讓我知道這本書不會是泛泛而談，而是會深入到半導體激光器工作原理的核心。速率方程，在我理解來，就是描述激光器內部光子和粒子數量變化規律的“運動方程”。我非常好奇作者是如何組織和講解這部分內容的。是否會從半導體材料的能帶結構、載流子注入和復閤機製講起，然後逐步引齣光子在諧振腔內的增益和損耗過程？我期待看到速率方程的完整推導過程，並且希望作者能夠對其中每一個參數，比如光子壽命、粒子壽命、增益係數、損耗係數、以及泵浦強度等，進行清晰的物理意義解釋。更吸引我的是，速率方程在實際設計中的應用。我希望書中能夠展示如何利用速率方程來分析激光器的穩態特性，例如閾值功率、輸齣功率與泵浦功率的關係，以及如何預測動態特性，例如調製響應速度、瞬態脈衝特性等等。不知道書中是否會涉及一些高級概念，比如速率方程的非綫性行為，或者多模競爭現象的速率方程描述？對於一個想要深入理解並可能參與半導體激光器設計的人來說，這本書無疑提供瞭一個非常寶貴的學習機會。我對書中理論的嚴謹性和對實際應用的指導性充滿瞭期待，希望它能成為我知識體係中的重要一環。