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第一章 绪论 1

1.1从微电子到光电子 1

1.2硅基光电子学的发展 5

1.3硅基光电子学的应用 12

1.4总结 13

参考文献 14

第二章 硅中光子与电子的相互作用 16

2.1波动光学与光子光学 16

2.2半导体能带结构 25

2.3硅基光子晶体带隙结构 47

2.4硅中光子与载流子的相互作用 58

参考文献 70

第三章 硅基光波导 73

3.1电磁理论基础 73

3.2光波导基本理论 86

3.3波导耦合理论 94

3.4 SOI光波导 99

参考文献 103

第四章 硅基无源器件 105

4.1光栅器件 105

4.2光子晶体平板波导 109

4.3多模干涉耦合器 115

4.4阵列波导光栅 118

4.5微环谐振腔 125

4.6总结 133

参考文献 134

第五章 硅基光源 140

5.1光发射的基础理论 140

5.2硅放大的限制 145

5.3硅基发光材料 146

5.4硅基发光二极管 151

5.5硅基激光器 154

5.6总结 157

参考文献 157

第六章 硅基光学调制 161

6.1光学调制原理 161

6.2光学调制评价 163

6.3硅基电光调制 164

6.4硅基热光调制 185

6.5硅基声光调制 189

参考文献 196

第七章 硅基光电探测器 199

7.1光电探测器的基本原理 199

7.2光电探测器的特性和结构 202

7.3硅光电探测器 210

7.4.锗硅光电探测器 212

7.5总结 225

参考文献 225

第八章 硅基表面等离子激元器件 229

8.1表面等离子激元概述 229

8.2表面等离子激元局域增强特性 240

8.3表面等离子体激元器件 242

8.4总结 250

参考文献 251

第九章 硅基光电子器件工艺与系统集成 255

9.1平面工艺 255

9.2薄膜制备 258

9.3光刻技术 262

9.4刻蚀技术 276

9.5系统集成 281

9.6总结 283

参考文献 283

第十章 硅基光电子学的应用 284

10.1光互连——集成高速硅基互连芯片 284

10.2光通信——集成100 Gbit/s相干传输芯片 290

10.3光传感——集成光学传感片上系统芯片 294

10.4太阳能电池 297

参考文献 300