光通信用半导体激光器 本书特色

本书以通用光通信以及对半导体激光器的需求开始，通过讨论激光器的基础理论，转入半导体的有关详细内容。书中包含光学腔、调制、分布反馈以及半导体激光器电学性能的章节，此外还涵盖激光器制造和可靠性的主题。

本书可供半导体激光器、通信类研发人员、工程师参考使用，也适用于高年级本科生或研究生，作为主修的半导体激光器的课程，亦可作为光子学、光电子学或光通信课程的教材。

光通信用半导体激光器 内容简介

本书以通用光通信以及对半导体激光器的需求开始，通过讨论激光器的基础理论，转入半导体的有关详细内容。书中包含光学腔、调制、分布反馈以及半导体激光器电学性能的章节，此外还涵盖激光器制造和可靠性的主题。 本书可供半导体激光器、通信类研发人员、工程师参考使用，也适用于高年级本科生或研究生，作为主修的半导体激光器的课程，亦可作为光子学、光电子学或光通信课程的教材。

光通信用半导体激光器 目录

1绪论：光通信基础知识1

1.1概述1

1.2光通信简介1

1.2.1光通信基础1

1.2.2重要的巧合3

1.2.3光放大器4

1.2.4完整的技术5

1.3半导体激光器图片5

1.4本书结构7

1.5问题8



2激光器的基础知识9

2.1概述9

2.2激光器简介9

2.2.1黑体辐射9

2.2.2黑体辐射的统计热力学观点11

2.2.3几种概率分布函数11

2.2.4态密度12

2.2.5黑体光谱15

2.3黑体辐射：爱因斯坦的观点16

2.4激射的含义18

2.5自发辐射、受激辐射和激射之间的差异20

2.6一些激射系统例子21

2.6.1掺铒光纤激光器21

2.6.2氦-氖气体激光器21

2.7小结23

2.8问题24

2.9习题25



3半导体激光材料1：基础26

3.1概述26

3.2能带和辐射复合26

3.3半导体激光器材料体系28

3.4确定带隙30

3.4.1Vegard定律：三元化合物31

3.4.2Vegard定律：四元化合物32

3.5晶格常数、应变和临界厚度33

3.5.1薄膜外延生长34

3.5.2应变和临界厚度34

3.6直接和间接带隙37

3.6.1色散图37

3.6.2色散图的特点40

3.6.3直接和间接带隙40

3.6.4声子41

3.7小结43

3.8问题43

3.9习题44



4半导体激光材料2：态密度、量子阱和增益46

4.1概述46

4.2半导体中电子和空穴的密度46

4.2.1方程式(4.9)的变换：有效质量48

4.2.2方程式(4.9)的变换：包含带隙50

4.3量子阱激光材料51

4.3.1理想量子阱中的能级52

4.3.2实际量子阱中的能级54

4.4量子阱中的态密度55

4.5载流子数57

4.5.1准费米能级57

4.5.2空穴数与电子数58

4.6激射条件59

4.7光增益60

4.8半导体光增益61

4.8.1联合态密度62

4.8.2占据因子63

4.8.3比例常数64

4.8.4线宽展宽64

4.9小结65

4.10学习要点66

4.11问题66

4.12习题67



5半导体激光器的运行70

5.1概述70

5.2简单的半导体激光器71

5.3激光器的定性模型71

5.4吸收损失74

5.4.1带间和自由载流子吸收75

5.4.2能带-杂质吸收76

5.5速率方程模型77

5.5.1载流子寿命79

5.5.2稳态的重要性80

5.5.3增益和光子寿命的单位81

5.5.4斜率效率83

5.6腔面镀膜器件84

5.7完整DC分析87

5.8小结89

5.9问题90

5.10习题91



6半导体激光器电学性质94

6.1概述94

6.2p-n结基础94

6.2.1载流子密度作为费米能级位置的函数95

6.2.2p-n结中的能带结构和电荷98

6.2.3非偏p-n结中的电流100

6.2.3.1扩散电流100

6.2.3.2漂移电流100

6.2.4内置电压101

6.2.5空间电荷区宽度102

6.3外加偏置的半导体p-n结104

6.3.1外加偏置和准费米能级104

6.3.2复合和边界条件105

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