半导体激光器速率方程理论 郭长志 9787030478122 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

郭长志 著

图书标签:

• 半导体激光器
• 激光物理
• 速率方程
• 光电子技术
• 郭长志
• 高等教育
• 理工科
• 物理学
• 通信工程
• 光通信

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030478122

商品编码：29299642199

包装：圆脊精装

出版时间：2016-05-01

基本信息

书名：半导体激光器速率方程理论

定价：148.00元

作者：郭长志

出版社：科学出版社

出版日期：2016-05-01

ISBN：9787030478122

字数：484

页码：0

版次：1

装帧：圆脊精装

开本：B5

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

导语_点评_推荐词

内容提要

---

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。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

序言

光电技术前沿：探索半导体激光器速率方程的奥秘 在现代科技飞速发展的浪潮中，光电技术扮演着至关重要的角色，而半导体激光器作为这一领域的明星产品，其应用已渗透到通信、信息存储、医疗、工业制造乃至国防等各个方面。从互联网的光纤通信到蓝光DVD的普及，从精密的医学诊断到高效的工业切割，无不闪烁着半导体激光器的光芒。然而，支撑这些广泛应用的背后，是深厚的理论基础和精密的工程设计。理解半导体激光器的工作原理，掌握其性能参数的调控，是实现更高效、更稳定、功能更强大的激光器的关键。 本书籍，聚焦于半导体激光器核心理论——速率方程，为读者深入揭示了这一微观世界中的能量转换与光子产生机制。速率方程，作为描述激光器内光子数和载流子数随时间变化的动力学模型，是理解激光器瞬态响应、稳态输出以及各种复杂工作模式的基石。它如同激光器的“基因图谱”，记录着其从注入载流子到产生相干光输出的每一个关键环节，精确地描绘了激光器内部电荷载流子的注入、复合、辐射以及光子的产生、增益、损耗等相互作用过程。 深入速率方程的理论体系 本书的写作，旨在系统而详尽地梳理和阐释半导体激光器的速率方程理论。它并非仅仅停留在公式的罗列，而是力求通过严谨的推导和深入的分析，让读者深刻理解速率方程的物理内涵。 首先，我们将从半导体材料的基本性质入手，回顾激光器产生光辐射的物理机制。这包括了本征带隙、间接带隙材料的载流子复合方式，以及直接带隙材料中辐射复合的效率。随后，我们将引入半导体激光器中最核心的载流子动力学，详细阐述载流子的注入、扩散、俘获以及各种复合过程，如辐射复合、俄歇复合和非辐射复合。这些过程的相对速率，直接决定了激光器能否获得足够高的载流子密度以实现粒子数反转。 接着，本书将重点阐述光子动力学。我们将深入探讨光增益的形成机制，分析光增益与载流子密度、材料参数以及温度等因素的关系。同时，激光腔内的损耗也是不可忽视的因素，我们将详细讨论反射镜损耗、散射损耗以及吸收损耗等，并分析它们对激光输出功率和阈值电流的影响。 在掌握了载流子和光子动力学的基础后，本书将正式引入并推导半导体激光器的速率方程。我们将从最基本的单模稳态速率方程出发，清晰地展示载流子方程和光子方程之间的耦合关系。通过对稳态速率方程的分析，我们将揭示激光器的工作阈值、阈值以上输出功率的斜率效率等关键参数的物理意义，并探讨它们如何受到材料特性、腔体设计以及工作温度等因素的影响。 然而，激光器的动态行为同样引人入胜且至关重要。因此，本书还将深入探讨非稳态速率方程。我们将分析激光器在注入电流阶跃、调制等瞬态激励下的响应过程，例如，如何理解和预测激光器的起振时间、超辐射脉冲的产生、以及在高速调制下的响应速度和信号失真。对动态行为的深刻理解，是实现高速光通信和精密激光雷达等应用的基础。 从理论到实践的桥梁 本书的编写，不仅追求理论的严谨性，更注重理论与实际应用的紧密结合。我们将分析不同类型的半导体激光器，例如，外腔式激光器、分布式反馈（DFB）激光器、量子阱激光器（QWLP）以及量子点激光器（QDLP）等。针对每一种激光器，我们将探讨其独特的结构特点如何影响速率方程的方程形式，以及如何在理论模型中体现这些结构优势，从而实现特定的性能指标。 例如，对于DFB激光器，我们将在速率方程中引入布拉格光栅的耦合项，分析其如何实现单纵模激射并抑制模式竞争。对于量子阱激光器，我们将考虑量子限制效应对材料增益谱和载流子分布的影响。对于量子点激光器，我们将探讨零维量子限制带来的独特速率方程形式以及其在降低阈值电流方面的优势。 此外，本书还将讨论影响速率方程的各种实际因素，如温度效应、噪声对激光器输出的影响，以及如何通过优化设计参数来抑制这些不利因素。例如，我们将分析温度变化如何影响载流子密度、增益谱以及俄歇复合速率，并给出相应的温度补偿策略。 目标读者与本书价值 本书的目标读者广泛，包括但不限于： 高校和科研院所的激光技术、光电子学、物理学、电子工程等专业的研究生和博士生，为他们提供坚实的理论基础，指导他们进行前沿的激光器设计与研究。 从事半导体激光器研发、设计和生产的工程师，帮助他们更深入地理解器件的工作原理，优化设计参数，解决实际工程问题，提升产品性能。 对半导体激光器及其相关技术感兴趣的本科生和科普爱好者，在具备一定基础物理和数学知识的前提下，本书能够引导他们从宏观现象深入到微观机理，建立对这一关键技术的全面认知。 本书的价值在于其系统性、深入性和前沿性。它不仅是一本理论专著，更是一本指导实践的工具书。通过对速率方程理论的详尽解读，读者将能够： 深刻理解半导体激光器的基本工作原理，掌握光子与载流子之间的相互作用。 建立对激光器各种性能参数的物理认知，例如阈值电流、斜率效率、输出功率、调制速率、光谱特性等。 掌握分析和模拟半导体激光器动态行为的方法，为器件设计和性能预测提供理论依据。 了解不同结构半导体激光器的理论特点，为选择和设计特定应用场景下的激光器提供指导。 为进一步深入研究半导体激光器中的非线性效应、噪声特性、以及量子效应等高级课题打下坚实的基础。 结语 半导体激光器技术的不断进步，正在以前所未有的速度改变着我们的世界。而速率方程理论，正是解锁这些进步的关键钥匙。本书的出版，期望能为国内光电技术领域的研究者和工程师提供一本权威、系统、实用的参考书籍，共同推动半导体激光器理论研究和工程应用迈上新台阶，为未来的科技发展注入更强劲的光能。

评分☆☆☆☆☆

我是一位有着一定激光器应用经验的工程师，这次选择这本书，更多的是想夯实我的理论基础，尤其是在半导体激光器的深入理解方面。我平时接触到的主要是各种半导体激光器的具体型号和应用场景，但对于其内在的工作机制，尤其是速率方程所描述的动态过程，了解得还不够透彻。我希望这本书能够为我提供一个清晰的理论框架，帮助我理解不同参数对激光器性能的影响，例如阈值电流、输出功率、调制速率以及光谱特性等。我也很想知道，这本书中是否会涉及到一些先进的半导体激光器类型，比如量子点激光器或者分布式反馈（DFB）激光器，它们在现代通信和传感领域有广泛的应用。如果书中能够包含一些相关的速率方程模型或者分析方法，那将对我非常有价值。总而言之，我期待这本书能带给我更深层次的理解，让我能够更从容地应对工作中遇到的各种技术挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光学和光电子学领域充满热情的研究生，在撰写论文和进行实验的过程中，对半导体激光器的理解是必不可少的。我之所以选择这本书，是因为它专注于“速率方程理论”，这正是我目前在研究中迫切需要深入掌握的知识点。我希望这本书能够系统地讲解速率方程的建立过程，包括其中涉及的各种物理参数的含义和取值，以及它们如何影响激光器的输出特性。我也希望书中能够提供一些关于速率方程在分析不同类型半导体激光器（例如，连续波激光器、脉冲激光器、DFB激光器等）时的具体应用案例，这对于我的研究工作将极具参考价值。另外，如果书中能够讨论到速率方程的局限性，或者介绍一些更高级的模型，那将是我非常乐于看到的。总而言之，我希望这本书能够成为我深入理解半导体激光器动力学过程的得力助手，为我的科研之路提供坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就很高大上，不过我刚拿到手，还没来得及深入研究。我之所以会选择它，是因为我对激光器这个领域一直充满了好奇。尤其是半导体激光器，它在现代科技中扮演着越来越重要的角色，从光通信到激光雷达，几乎无处不在。所以，我希望能通过这本书，建立起一个更系统、更扎实的理论基础。我了解到这本书的作者是郭长志老师，他的名字在学术界也很有分量，这让我对内容的严谨性和深度充满了期待。包装方面，书本质量看起来不错，纸张的质感也很好，印刷清晰，排版也很舒服，这对于我这种需要长时间阅读的人来说，是相当重要的。目前我只是大概翻了一下目录，感觉内容覆盖得比较全面，从基本的半导体物理到速率方程的推导和应用，似乎都有涉及。我个人对其中关于激光器性能优化和稳定性方面的章节特别感兴趣，希望能够学到一些实用的技巧和方法。总而言之，这是一本值得我投入时间和精力去学习的书籍。

评分☆☆☆☆☆

作为一名物理学爱好者，我一直对光学和固体物理领域有着浓厚的兴趣，而半导体激光器无疑是这两个领域交叉的一个非常迷人的方向。这本书的名字，"半导体激光器速率方程理论"，光听起来就充满了科学的严谨和深邃。我之前阅读过一些关于激光原理的科普书籍，但对于半导体激光器这样复杂的器件，我希望能有更深入、更专业的解读。我尤其好奇书中是如何将量子力学和半导体能带理论与宏观的速率方程联系起来的。速率方程听起来就像是描述激光器“呼吸”和“心跳”的数学语言，我希望通过这本书，能够理解它如何精确地刻画出激光器的动态行为，以及如何在速率方程的框架下分析和预测激光器的性能。我希望这本书的叙述风格能够既保持科学的精确性，又不失逻辑的清晰性，让我能够逐步理解那些复杂的数学推导和物理概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书的气质，怎么说呢，有点像一位严谨的老师，又像一个知识渊博的朋友。拿到手的那一刻，我就被它的厚重感和专业性所吸引。作为一名刚刚接触到半导体激光器理论的学生，我感到既兴奋又有些压力。我听说速率方程是理解半导体激光器工作原理的核心，而这本书的名字就直指这个关键点，这让我觉得它非常契合我当前的学习需求。我特别关注的是，这本书是否能够用清晰易懂的方式解释那些复杂的物理概念，比如载流子动力学、受激辐射以及光腔损耗等等。毕竟，理论知识的学习，离不开生动形象的阐释。我希望这本书的作者能够用一种循序渐进的方式，将我们从基础的半导体物理一步步引导到速率方程的建立和求解，并且能够结合一些实际的例子，让我们能够更好地理解理论的实际应用。我目前最渴望的就是找到一本能够真正帮助我理解“为什么”的书，而不是仅仅停留在“是什么”的层面。