半导体激光器波导模式理论 上PDF电子书下载

第1章 半导体波导及其传播模式 1

概述 1

1.1 电磁过程的基本方程 2

1.1.1 麦克斯韦方程组 2

1.1.2 波动方程 3

1.2 光在波导结构中的传播 7

1.2.1 波导方程 7

1.2.2 波导模式的正交关系 12

1.3 介质的光学性质 17

1.3.1 介质的电极化及其克拉默斯－克勒尼希关系 18

1.3.2 介质极化及其色散的电子论 23

1.3.3 “自由”载流子的带内吸收和等离子振荡折射率 29

1.3.4 半导体激光材料的光学性质 39

1.3.5 金属材料的光学性质 67

1.4 半导体激光器的波导结构 79

1.4.1 波导结构的形成 79

1.4.2 半导体激光器波导的理论模型 88

第2章 突变波导 94

2.1 三层平板波导 94

2.1.1 电磁模型及其解的性质 94

2.1.2 馈入模式——模式折射率大于折射率最高的芯层折射率 96

2.1.3 导波模式——模式折射率小于折射率最高的芯层折射率而大于限制层折射率 102

2.1.4 辐射模式 169

2.1.5 表面等离子体波导 183

2.1.6 端面出射 212

2.1.7 端面返射 239

2.1.8 不平整（粗糙）界面的散射 280

2.2 自发发射因子的经典模型 290

2.2.1 电磁辐射的经典理论 291

2.2.2 半导体波导内一个电子－空穴对作为一个电偶极子的自发辐射功率和效率 295

2.2.3 半导体波导中的自发发射因子 299

2.2.4 半导体波导结构对侧向模式像散因子的影响 303

2.2.5 半导体激光器自发发射因子的测量 305

2.3 圆柱形波导 320

2.3.1 圆柱波导及其导波模式 321

2.3.2 圆柱折射率突变波导的导波模式 326

2.3.3 各种偏振的导波模式 331

2.3.4 导波模式的截止行为 337

2.3.5 弱波导 342

2.3.6 数值结果 347

2.3.7 微盘波导的自发发射因子 358

2.4 矩形波导 369

2.4.1 圆谐分析 371

2.4.2 远离截止近似 389

2.4.3 等效折射率近似 397

2.5 多层平板波导 411

2.5.1 四层平板波导 412

2.5.2 条形弱自建波导 443

2.5.3 质量迁移隐埋异质结构中的五层平板波导 463

2.6 突变波导模式的频谱结构 492

2.6.1 连续谱 492

2.6.2 分立谱 494