光电信息科学与工程类专业规划教材：半导体光电子学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄德修 著

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• 光电信息科学与工程
• 半导体光电子学
• 光电子学
• 半导体物理
• 光电器件
• 材料科学
• 物理学
• 电子工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121187650

版次：2

商品编码：11160762

包装：平装

丛书名： 光电信息科学与工程类专业规划教材

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：291

字数：486000

正文语种：中文

编辑推荐

　　半导体光电子学是研究半导体中光子与电子相互作用、光能与电能相互转换的一门科学，涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础物理，也关联着半导体光电子材料及其相关器件，在信息和能源等领域有着广泛的应用。

内容简介

　　半导体光电子学是研究半导体中光子与电子相互作用、光能与电能相互转换的一门科学，涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础物理，也关联着半导体光电子材料及其相关器件，在信息和能源等领域有着广泛的应用。
　　《光电信息科学与工程类专业规划教材：半导体光电子学（第2版）》是作者在1989年原版基础上经过修改和较大篇幅的内容更新与拓展而成的，将半导体中电子与光子的相互作用、光能与电能的相互转换贯穿始终，重点关注各种光电子器件在材料、结构上的兼容性和实现集成功能的可能性，力求反映半导体光电子学的一些主要和最新的进展。全书共分10章，第1～5章和第9章是原版内容的修改和扩充，包括半导体中光子，电子的互作用、异质结、平板介质光波导理论、异质结半导体激光器、半导体激光器的性能、半导体中的光吸收和光探测器；其余4章是依据半导体光电子学的最新进展而编写的，包括低维量子半导体材料、半导体光放大器（SOA）、可见光半导体光发射器件、半导体光电子器件集成。
　　《光电信息科学与工程类专业规划教材：半导体光电子学（第2版）》可作为大学理科光学专业、工科物理电子学、光学工程和光电信息工程等专业本科生的教学用书和相关专业研究生的参考用书，也可供相关科技工作者参考。

内页插图

目录

绪论
第1章 半导体中光子——电子的互作用
1.1 半导体中量子跃迁的特点
1.2 直接带隙与间接带隙跃迁
1.2.1 概述
1.2.2 电子在能带之间跃迁的几率
1.2.3 电子在浅杂质能级和与其相对的能带之间的跃迁
1.2.4 重掺杂下带-带跃迁
1.3 光子密度分布与能量分布
1.4 电子态密度与占据几率
1.5 跃迁速率与爱因斯坦关系
1.5.1 净的受激发射速率和半导体激光器粒子数反转条件
1.5.2 自发发射与受激发射速率之间的关系
1.5.3 净受激发射速率与增益系数的关系
1.5.4 净的受激吸收速率与吸收系数
1.6 半导体中的载流子复合
1.6.1 自发辐射复合速率
1.6.2 俄歇（Auger）复合
1.7 增益系数与电流密度的关系
思考与习题
参考文献

第2章 异质结
2.1 异质结及其能带图
2.1.1 pN异型质结
2.1.2 突变同型异质结
2.1.3 渐变异质结
2.2 异质结在半导体光电子学器件中的作用
2.2.1 在半导体激光器中的作用
2.2.2 异质结在发光二极管（LED）中的作用
2.2.3 异质结在光电二极管探测器中的应用
2.3 异质结中的晶格匹配
2.4 对注入激光器异质结材料的要求
2.4.1 从激射波长出发来选择半导体激光器的有源材料
2.4.2 从晶格匹配来考虑异质结激光器材料
2.4.3 由异质结的光波导效应来选择半导体激光器材料
2.4.4 衬底材料的考虑
2.5 异质结对载流子的限制
2.5.1 异质结势垒对电子和空穴的限制
2.5.2 由泄漏载流子引起的漏电流
2.5.3 载流子泄漏对半导体激光器的影响
思考与习题
参考文献

第3章 平板介质光波导理论
3.1 光波的电磁场理论
3.1.1 基本的电磁场理论
3.1.2 光学常数与电学常数之间的关系
3.2 光在平板介质波导中的传输特性
3.2.1 平板介质波导的波分析方法
3.2.2 平板介质波导的射线分析法
3.3 矩形介质波导
思考与习题
参考文献

第4章 异质结半导体激光器
4.1 概述
4.2 光子在谐振腔内的振荡
4.3 在同质结基础上发展的异质结激光器
4.3.1 同质结激光器
4.3.2 单异质结半导体激光器
4.3.3 双异质结激光器
4.4 条形半导体激光器
4.4.1 条形半导体激光器的特点
4.4.2 条形激光器中的侧向电流扩展和侧向载流子扩散
4.5 条形激光器中的增益光波导
4.5.1 概述
4.5.2 增益波导的数学分析
4.5.3 增益波导激光器中的象散、K因子
4.5.4 侧向折射率分布对增益波导的影响
4.6 垂直腔表面发射激光器（VCSEL）
4.6.1 概述
4.6.2 VCSEL的结构
4.6.3 布拉格反射器
4.7 分布反馈（DFB）半导体激光器
4.7.1 概述
……

第5章 半导体激光器的性能
第6章 低维量子半导体材料
第7章 半导体光放大器（SOA）
第8章 可见光半导体光发射器件
第9章 半导体中的光吸收和光探测器
第10章 半导体光电子器件集成

前言/序言

半导体光电子学（第2版） 内容概要 本书是一本系统阐述半导体光电子学基本原理、关键器件和核心技术的专业教材。作为“光电信息科学与工程类专业规划教材”系列的一员，本教材旨在为光电信息科学与工程专业的学生提供坚实的理论基础和清晰的器件认知，帮助他们理解并掌握半导体材料在光电器件中的应用，并能初步分析和设计相关系统。 全书内容涵盖了半导体光电子学的入门基础、重要概念、核心器件以及其在现代光电技术中的应用。教材严格遵循学科发展脉络，从基础的半导体物理出发，逐步深入到光与半导体的相互作用，再到各类光电器件的设计、性能表征和应用。 第一篇：基础理论 本篇为后续内容的展开奠定基础，主要包括： 半导体材料基础： 详细介绍半导体材料的晶体结构、能带理论（包括导带、价带、禁带宽度等概念）、载流子（电子和空穴）的产生、复合与输运机制。重点阐述掺杂对半导体导电性能的影响，以及 PN 结的形成和特性，这是理解绝大多数光电器件工作原理的关键。 光与半导体的相互作用： 深入分析光子与半导体材料中的载流子之间的相互作用，包括光吸收、光发射（自发辐射和受激辐射）以及光致载流子产生等过程。这些基本物理过程是实现光电器件功能的核心。 第二篇：核心光电器件 本篇是教材的核心部分，详细介绍了几类关键的半导体光电器件： 半导体发光器件： 发光二极管（LED）： 介绍 PN 结在正向偏压下的辐射复合机制，LED 的结构、发光原理、光谱特性、电光转换效率等。深入讨论不同材料体系（如 GaAs, GaN, InGaN 等）的 LED 器件及其在可见光和红外波段的应用。 半导体激光器（LD）： 详细阐述受激辐射在 PN 结中的原理，激光器的基本构成（增益介质、谐振腔），阈值电流、输出功率、光谱线宽、光束质量等关键参数。介绍不同类型的半导体激光器，如外延生长结构、量子阱激光器等，以及其在通信、测量、显示等领域的广泛应用。 半导体光探测器件： 光电二极管（PD）： 介绍 PN 结或 PIN 结构在反向偏压下的光电导效应，光照引起载流子产生及其被电场收集的过程。分析光电二极管的响应度、量子效率、暗电流、噪声等性能指标，重点讲解光电二极管在光通信接收端、光传感器等方面的应用。 光电倍增管（PMT）及其他探测器： 简要介绍光电倍增管的工作原理（虽然其主体并非半导体，但作为光电探测的重要器件，通常会对比介绍），以及雪崩光电二极管（APD）等具有内部增益的光电探测器。 调制器件： 电光调制器： 介绍利用电场改变半导体材料光学特性的原理，如电吸收效应、电折射效应等，以及基于这些效应设计的各种调制器类型。 声光调制器和磁光调制器（选讲）： 简要介绍其他调制方式，为学生提供更广阔的视野。 光电能量转换器件： 太阳能电池： 详细分析 PN 结太阳能电池的光生伏特效应，光电流、开路电压、填充因子、能量转换效率等参数。介绍不同类型的太阳能电池结构，如薄膜太阳能电池、多结太阳能电池等，及其在可再生能源领域的关键作用。 第三篇：光电器件集成与应用 本篇将前面介绍的器件置于更广泛的应用背景下进行讨论： 光电集成与封装： 探讨如何将半导体光电器件与其他电子器件进行集成，实现功能复杂的光电器件模块。介绍不同类型的封装技术对器件性能的影响。 典型光电器件应用实例： 光通信系统： 介绍半导体激光器作为光源，光电二极管作为探测器在光纤通信系统中的核心作用，以及调制解调技术。 光传感技术： 阐述如何利用半导体光电器件实现对光信号的检测和测量，如条形码扫描、距离测量、环境监测等。 显示技术： 介绍 LED 在显示器（如 LED 背光、OLED 显示）中的应用。 光存储： 简单提及半导体激光器在 CD/DVD/Blu-ray 等光盘驱动器中的作用。 其他应用： 如生物医学成像、工业控制等领域中的光电器件应用。 教学特色 本教材在编写过程中，注重理论与实践相结合，将抽象的物理概念与具体的器件模型紧密联系。每章都配有丰富的插图、表格和公式推导，力求清晰易懂。同时，书中穿插有典型算例分析，帮助学生理解器件参数的计算和器件性能的评估。部分章节还提供了思考题和习题，以巩固所学知识，培养学生分析和解决问题的能力。 目标读者 本书适合高等院校光电信息科学与工程、电子信息工程、通信工程、物理学等相关专业的本科生、研究生作为教材或参考书使用。同时也适合从事半导体光电器件研发、设计、制造及应用的相关科研人员和工程技术人员阅读。 通过学习本书，读者将能够： 理解半导体光电子学领域的基本原理和核心概念。 掌握各类半导体光电器件的工作机制、性能特点和设计方法。 了解半导体光电器件在现代科技和社会发展中的重要作用。 为进一步深入研究光电子技术打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，编者在编写过程中，不仅仅考虑到了专业知识的传授，还非常注重学习者的学习体验。书中的习题设计非常有层次感，从基础的概念性问题，到复杂的计算和分析题，循序渐进，能够有效地检验和巩固所学知识。而且，对于一些关键的计算题，书中还提供了详细的解题步骤和思路，这对于自学来说，是非常宝贵的指导。我特别喜欢书中在讲解完一个章节后，会有一个“本章小结”的部分，能够帮助我快速回顾本章的重点内容，梳理知识脉络。此外，书中还提供了一些实际工程案例的分析，比如如何根据应用需求选择合适的光电器件，如何进行器件参数的优化设计等等，这些都非常有实际指导意义。感觉这本书就像一个经验丰富的工程师，将自己多年的实践经验和理论知识毫无保留地传授给我。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量都堪称一流。纸张厚实，不易透墨，封面设计简洁大气，书脊的标题清晰易读。打开书页，字迹清晰，大小适中，阅读起来非常舒适，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是，书中大量使用的图表和公式都清晰明了，没有出现模糊不清或者排版混乱的情况，这对于一门需要大量图表和公式的理工科教材来说，是极其重要的。我特别喜欢书中对关键概念的突出显示，比如加粗、下划线等，能够帮助我快速抓住重点，提高学习效率。而且，书中的参考文献列表也非常详尽，为我提供了进一步深入学习的宝贵资源。我在阅读过程中，时不时地会去查阅这些参考文献，进一步加深对某些内容的理解。这种严谨的学术态度，也让我对这本书的专业性有了更高的认可。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容对我来说，最大的价值在于它提供了一个非常全面的知识体系。在我接触之前，我对半导体光电子学零散的知识点有一些了解，但缺乏一个整体的认识。这本书就像一条清晰的脉络，将这些零散的知识点串联起来，形成了一个完整的知识框架。从最基础的半导体材料的分类和特性，到 PN 结的形成机理和电学特性，再到各种光电器件，比如 LED、激光器、光电二极管、光电探测器等等，每一个部分都讲解得非常详细。书中的公式推导也相当严谨，并且对每一个变量的物理意义都进行了清晰的解释，不会让人产生“知其然不知其所以然”的困惑。对于一些复杂的概念，比如激射原理、量子效率的计算等，作者都用了大量篇幅进行阐述，并配以图示，帮助读者理解。我特别喜欢书中关于光电子器件性能参数的讨论，比如灵敏度、响应速度、噪声等，这些都是衡量器件性能的关键指标，对于实际应用设计至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就很有质感，沉稳又不失科技感，一眼就能看出是面向专业领域的教材。拿到手的时候，那种厚重感和纸张的触感，都让我对接下来的学习充满期待。我之前也接触过一些半导体光电子学的入门读物，但总觉得不够系统，知识点跳跃性比较强，有时候看了半天也抓不住核心。这本书的目录结构就显得非常清晰，从基础的半导体材料特性，到 PN 结，再到各种光电器件，逻辑性很强，层层递进，感觉就像在搭建一座知识的楼阁，一步一个脚印，让人很有安全感。尤其是一些基础概念的解释，比如载流子的产生与复合、费米能级等，作者用了大量的图示和类比，即使是第一次接触这些概念的读者，也能比较容易理解，不像有些教材上来就讲一大堆公式，让人望而生畏。而且，我特别喜欢书中标注的一些“思考题”和“拓展阅读”的部分，这不仅能帮助我巩固所学，还能激发我进一步探究的兴趣，这对于一个初学者来说，真的太重要了。总而言之，这本书在内容的组织和呈现上，都体现了编者深厚的功底和对教学的认真态度，让我对接下来的专业学习充满信心。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光电信息领域非常感兴趣，特别是半导体光电子学，这门学科可以说是整个信息产业的基石之一。拿到这本书之后，我迫不及待地翻阅起来。第一感觉就是内容非常扎实，体系完整。从半导体材料的晶体结构、能带理论，到 PN 结的形成和特性，再到各种发光器件（LED、激光器）和光探测器件（光电二极管、光电倍增管）的原理、结构、性能参数，几乎涵盖了半导体光电子学的所有核心内容。最让我印象深刻的是，书中对每一个概念的推导都非常严谨，公式的来源和意义都解释得清清楚楚，没有留下任何模糊不清的地方。对于一些难点，比如量子效率、响应速度等，作者都会给出详细的计算方法和影响因素分析。而且，书中的插图质量非常高，清晰、准确，能够直观地展示器件的结构和工作原理，大大降低了理解难度。阅读过程中，我感觉自己就像置身于一个专业的实验室，与作者一起探索半导体世界的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名刚开始接触光电信息科学与工程类专业的学生来说，能够拥有一本权威且内容详实的教材至关重要。《半导体光电子学（第2版）》无疑满足了我的这一需求。书中对半导体材料的物理特性，如能带结构、载流子输运等，讲解得非常透彻，为后续学习各种光电器件奠定了坚实的基础。我特别欣赏书中对 PN 结这一核心概念的详细阐述，从其形成原理到各种特性，都进行了深入的分析，并且给出了相应的数学模型。当学习到 LED 和激光器时，书中不仅解释了它们的发光原理，还详细介绍了不同类型发光器件的结构、性能和应用，让我对这些“发光”的半导体器件有了更全面的认识。而对于光电探测器，无论是光电二极管、光电倍增管还是光电导探测器，书中都进行了细致的讲解，包括其工作原理、响应特性以及在不同领域的应用，这对于我理解光信号的接收和转换至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一名光电信息科学与工程专业的学生，能够拥有一本像《半导体光电子学（第2版）》这样优秀的教材，无疑是幸运的。这本书的内容深度和广度都恰到好处，既能满足我们专业课程学习的需求，又能为我们未来深入研究打下坚实的基础。书中所涉及的理论知识非常系统，从最基础的半导体物理，到PN结的特性，再到各种光电器件的工作原理和性能指标，都讲解得非常透彻。我尤其欣赏书中对于器件模型建立和参数分析的讲解，逻辑清晰，推导过程详细，让我能够真正理解器件的内在机理。而且，书中还包含了不少经典的光电器件案例分析，通过这些案例，我能够将理论知识与实际应用联系起来，更好地理解这些器件在现实世界中的重要作用。对于我这样刚刚接触这个领域的新手来说，这本书就像一位循循善诱的老师，引领我一步步走进半导体光电子学的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

读这本书，让我对半导体光电子学这门学科有了全新的认识。在很多人的印象中，这可能是一门枯燥的学科，充斥着晦涩的公式和抽象的理论。然而，这本书用生动形象的语言和精美的图示，将复杂的概念变得易于理解。作者在讲解PN结的电容效应时，用到了“水滴”的比喻，形象地解释了耗尽层电容和扩散电容的形成，让我瞬间豁然开朗。对于激光器中的增益机制，也通过类比“放大镜”和“能量传递”的过程，让原本抽象的量子力学概念变得触手可及。我尤其欣赏书中在讨论不同类型光电器件时，会穿插一些历史发展的小故事，介绍它们的发现和发展过程，这不仅增添了阅读的趣味性，也让我对这些技术的演进有了更深的理解。这本书不仅仅是一本教材，更像是一本带领我探索光电世界的神奇指南，让我对未来的学习和研究充满了热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于它对前沿技术的关注。在讲解完基础的半导体光电器件之后，书中还专门辟出章节来介绍一些新兴的光电子技术和应用，比如光通信中的关键器件，如光纤、光调制器、光开关等，以及在量子信息、生物医学等领域的最新进展。这种对前沿知识的引入，让我感受到了半导体光电子学作为一门发展迅速的学科所蕴含的巨大潜力。书中对这些前沿技术的介绍，并没有停留在概念层面，而是会结合相关的理论模型和实际应用案例进行讲解，让我能够对这些新技术有一个初步但相对深入的了解。这对于培养我的创新思维和科研意识非常有帮助，也让我更加期待未来能够在这个领域做出自己的贡献。总而言之，这本书不仅是一本扎实的专业教材，更是一扇带领我眺望光电信息科学前沿的窗口。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于，它并没有局限于理论的陈述，而是非常注重理论与实际应用的结合。在讲解各种半导体光电器件的时候，不仅仅是介绍其工作原理，还花了相当大的篇幅来分析其在实际工程中的应用场景，比如激光器在通信、医疗、工业领域的具体应用，光电探测器在图像传感器、安防监控中的作用等等。这种“学以致用”的设计，让我深深地体会到半导体光电子学这门学科的广度和深度，也让我更加明确了自己未来的学习方向和职业规划。书中很多例子都引用了最新的科研成果和工业实践，这让整本书的内容都显得非常鲜活和前沿，而不是那种陈旧过时的理论堆砌。特别是对于一些复杂的光电系统，作者会通过流程图和系统框图的方式进行分解讲解，让原本看起来庞大复杂的系统变得条理清晰，易于理解。此外，书中还穿插了大量的实验案例分析，虽然我暂时无法亲手操作，但通过阅读这些案例，也能让我对实验过程和结果有更直观的认识，这对于培养我的实验技能和数据分析能力非常有帮助。

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不错挺好的书，值得看

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非常好的参考书籍，值得购买

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帮学霸买的，很高端的样子。

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可以可以可以好书哇

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正版。

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老好了老好了老好了！！非让我写够十个字。

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不错，好评