半导体激光器原理 第2版PDF电子书下载

目录 1

第一章 电子光跃迁 1

§1 光子和电子 1

1．微观粒子 1

2．光子 2

3．电子 4

§2 电子光跃迁 6

1．与时间有关的微扰 6

2．跃迁几率 8

3．动量矩阵元 9

4．电偶极矩矩阵元 10

5．相互作用系数 10

6．跃迁速率分布 11

§3 介质电极化 11

1．复电极化率 12

2．K—K色散关系 14

3．振子强度 16

4．“自由”电子的贡献 16

§4 光子吸收和发射 17

1．共振吸收、受激发射和自发发射 17

2．一个始态只对应一个终态 18

3．一个始态对应所有的终态 20

4．爱因斯坦关系 20

5．折射率色散的效应 22

参考文献 23

第二章 半导体发光 24

§5 半导体知识 24

1．能带 24

2．载流子 27

§6 异质结构 32

1．p-N异质结 32

2．p-P异质结 36

3．i-P异质结 38

4．异质结构 39

§7 矩阵元计算 40

1．本征半导体——有k选择条件 40

2．k·？微扰近似 41

3．重掺杂半导体——无k选择条件 43

4．常数矩阵元近似 43

§8 发光特性计算 45

1．本征半导体发光 45

2．重掺杂半导体发光 51

参考文献 53

第三章 光子波传播 54

§9 电磁辐射 54

1．麦克斯韦方程 54

2．玻印廷矢量 56

3．相速度和群速度 57

§10 界面反射和折射 58

1．斯涅耳定律 58

2．TE波的菲涅耳公式 59

3．TM波的菲涅耳公式 61

4．界面全内反射 64

§11 薄膜内多次反射 66

1．上下界面的反射率和透射率 66

2．介质薄膜的反射率和透射率 68

3．合成波分析 69

4．有损耗介质薄膜 71

§12 高斯光束 72

1．波函数 72

2．光束性质 74

3．厄米—高斯光束 76

参考文献 78

§13 介质光波导特性 79

1．光子波横向限制 79

第四章 介质光波导 79

2．光子波端面反射 81

3．光子波端面出射 83

§14 阶跃折射率平板波导 86

1．三层波导分析 87

2．五层波导分析 90

3．模式厚度 92

§15 渐变折射率平板波导 93

1．等效波导厚度 93

2．线性波导分析 94

3．平方波导分析 96

4．高斯近似 98

5．光增益平板波导 99

§16 折射率长条波导 101

1．矩形波导分析 101

2．圆形波导分析 105

参考文献 108

第五章 速率方程分析 109

§17 稳态分析 109

1．速率方程 109

2．单纵模方析 111

3．多纵模分析 114

§18 瞬态分析 116

1．延迟时间和启动时间 116

2．弛豫振荡 118

3．小信号调制 120

§19 不均匀效应 123

1．光增益空间烧孔 123

2．自脉动和双稳态 125

§20 激光谱线宽度 129

1．自然展宽 130

2．相位涨落和强度涨落 130

3．噪声展宽 133

4．瞬态现象 135

参考文献 136

第六章 半导体激光器 137

§21 半导体激光器特性 137

1．光振荡条件 137

2．主要特性参数 139

§22 双异质结构激光器 144

1．阈值电流密度 144

2．载流子侧向扩散和电流侧向扩展 147

3．近场图形和远场图形 151

§23 分布反馈激光器 154

1．耦合波分析 154

2．光振荡条件 157

3．耦合系数 158

4．光增益耦合 160

1．能带分裂为一系列子带 161

§24 量子阱激光器 161

2．能带状态密度分布 163

3．载流子密度 164

4．电偶极矩矩阵元 165

5．量子阱半导体发光 167

6．阈值电流密度 169

7．SCH量子阱激光器 170

8．载流子在能带内弛豫的效应 173

1．工作特性 174

§25 垂直腔表面发射激光器 174

2．布拉格反射镜 177

§26 微腔激光器 179

1．有效光子状态密度分布 180

2．载流子寿命减小和光放大本领增大 184

3．速率方程分析 184

参考文献 187

附录 188