§1-1 固体光吸收和光辐射的量子力学微扰理论 1
1-1-1 与时间有关的微扰理论 1
4-3-1 光电二极管的两种工作方式 （11 1
第一章 固体中的光吸收和光发射 1
1-1-2 跃迁几率 3
§1-2 固体中的光吸收过程 4
§1-3 带间光吸收 5
1-3-1 直接跃迁 5
1-6-2 激子光吸收 （1 6
1-3-2 间接跃迁 6
4-2-3 典型的光电导探测器 （1 7
1-3-3 影响本征吸收边的因素 8
1-4-1 载流子浓度填充效应对吸收边的影响 10
§1-4 重掺杂半导体中的吸收 10
1-4-2 带尾效应 11
§1-5 电场中的光吸收 13
§1-6 激子吸收 14
1-6-1 瓦尼尔激子 15
§1-7 自由载流子的光吸收 17
§1-8 定域杂质吸收 18
§1-9 固体中的光发射过程 19
§1-10 罗斯布莱克－肖克莱（VanRosbreck-shockley）关系 20
§1-11 带间辐射复合 23
1-11-1 直接复合跃迁 23
1-11-2 间接复合跃迁 23
§1-12 局域能态上的辐射复合 24
1-12-1 主带与浅杂质能级间的跃迁 24
1-12-2 施主－受主对的辐射复合 25
1-12-3 等电子陷阱上的复合 26
§1-13 非辐射复合过程 28
1-13-1 多声子发射复合 28
1-13-2 俄歇复合过程 29
1-13-3 表面复合 32
§1-14 光吸收和辐射的爱因斯坦关系 32
1-14-1 爱因斯坦关系 32
1-14-2 受激辐射放大条件——粒子数反转 34
1-15-1 均匀增宽谱线——洛仑兹线型函数 35
§1-15 光谱线的线型函数 35
1-15-2 非均匀增宽谱线——高斯线型函数 36
习题 38
第二章 固体的光学常数 39
§2-1 光的电磁理论和物质的光学常数 39
§2-2 光在界面处的反射和折射基本规律 42
2-2-1 反射定律和折射定律 42
2-2-2 菲涅耳公式 43
2-3-1 光在无损耗介质界面上的反射 44
§2-3 光在媒质分界面上的反射特性 44
2-3-2 空气与导体界面的反射 46
§2-4 全反射和古斯－汉欣位移 47
2-4-1 全反射 47
2-4-2 古斯－汉欣位移 48
§2-5 薄膜中的多重反射 50
§2-6 固体介质的色散 52
2-6-1 电介质色散的经典理论 52
2-6-2 自由载流子吸收引起的色散 54
2-6-3 晶格振动的光吸收和色散 56
2-7-1 介电常数的实部与虚部的关系 57
§2-7 光学常数之间的相互关系 57
2-7-2 折射率实部与虚部之间的关系 58
2-7-3 反射的幅度和相角 60
习题二 61
§3-1 p-n结的电场、电势和结宽 62
3-1-1 p-n结的能带图 62
第三章 p-n结与异质结 62
3-1-2 突变结的电场、电势和结宽 63
3-1-3 线性缓变结的电场、电势和结宽 65
§3-2 p-n结的电流电压特性 68
3-2-1 p-n结理想的电流电压特性 68
3-2-2 非理想p-n结的电流电压特性 71
§3-3 p-n结的电容 73
3-3-1 势垒电容 73
3-3-2 扩散电容 74
§3-4 p-n结击穿 75
3-4-1 隧穿效应 75
3-4-2 雪崩倍增 75
3-5-1 光伏效应 77
§3-5 p-n结的光伏效应 77
3-5-2 光照下p-n结的电流电压关系 78
§3-6 异质结 79
3-6-1 晶格匹配 79
3-6-2 通过界面态的复合 82
§3-7 异质结能带图 82
3-7-1 不考虑界面态时的能带图 82
3-7-2 考虑界面态时的能带图 85
§3-8 突变异质结的内建电势及结宽度 86
§3-9 异质结的电流电压特性 90
3-9-1 扩散模型 90
3-9-2 异型异质结电流输运的其他模型 92
§3-10 突变同型异质结 94
3-10-1 热电子发射模型 95
3-10-2 扩散模型 95
3-10-3 双肖特基二极管模型 95
§3-11 异质结的基本特性 98
习题三 100
第四章 光电探测器 101
§4-1 光电探测器的特性参数和噪声 101
4-1-1 光电探测器的特性参数 101
4-1-2 光电探测器中的噪声 102
§4-2 光电导探测器 103
4-2-1 光电导效应 103
4-2-2 光电导探测器的特性 105
§4-3 光电二极管 111
4-3-2 光电二极管的工作原理 112
4-3-3 p-i-n光电二极管 114
4-3-4 肖特基势垒（M-S结）光电二极管 117
§4-4 雪崩光电二极管 119
4-4-1 雪崩光电二极管工作原理 119
4-4-2 倍增因子M和倍增噪声因子F（M） 119
4-4-3 雪崩光电二极管的信噪比 121
4-4-4 典型的雪崩光电二极管的结构和特性 122
§4-5 长波长光纤通信用探测器 123
4-5-1 长波长光纤通信用的p-i-n光电二极管 124
4-5-2 长波长光纤通信用雪崩光电二极管 125
§4-6 电荷耦合摄象器件 127
4-6-1 CCD的MOS结构及工作原理 127
4-6-2 CCD的传输原理 129
4-6-3 电荷耦合摄象器件 130
4-6-4 CCD摄象器件的主要特性 132
4-6-5 电荷耦合摄象器件（CCD）的应用 133
§4-7 异质结光电晶体管（HPT） 134
4-7-1 异质结光晶体管工作原理 134
4-7-2 光增益系数 135
4-7-3 异质结光晶体管（HPT）的频率特性和输出噪声特性 137
4-7-4 异质结光晶体管的发展 138
习题四 141
第五章 半导体发光二极管 142
§5-1 半导体发光二极管原理——载流子的注入和复合发光 143
5-1-1 载流子的注入 143
5-1-2 发光二极管的复合机理 145
§5-2 发光二极管用晶体及其发光机理 147
5-2-1 发光二极管用晶体 148
5-2-2 GaAs晶体及其发光机理 148
5-2-3 GaP晶体及其发光机理 149
5-2-4 GaAs1-xPx晶体及其发光机理 151
5-2-5 蓝色发光二极管晶体 152
§5-3 发光二极管的结构与特性 153
5-3-1 发光二极管的结构 153
5-3-2 发光二极管的特性 154
5-4-2 注入效率ηi 157
5-4-1 外量子效率和内量子效率 157
§5-4 发光二极管的效率 157
5-4-3 辐射效率η？ 158
5-4-4 出光效率 159
§5-5 红外上转换磷光体的发光机理 161
§5-6 光纤通信用的发光二极管 164
5-6-1 光纤通信用发光二极管的结构 165
5-6-2 光纤通信用发光二极管的特性 167
§5-7 发光二极管的应用 170
5-7-1 发光二极管用作简单指示光源 170
5-7-2 发光二极管用作显示器件 171
5-7-3 发光二极管用作光耦合器 172
习题五 174
§6-1 概述 175
第六章 半导体激光器 175
§6-2 半导体激光器的光学增益 177
6-2-1 载流子反转分布的条件 177
6-2-2 平均爱因斯坦系数B（E） 179
6-2-3 直接带隙半导体的光学增益 180
§6-3 法布里－珀罗光谐振腔和光的自激振荡 183
6-3-1 法布里－珀罗光谐振腔 183
6-3-2 振荡的阈值条件 184
6-3-3 稳态振荡的建立 185
§6-4 半导体激光器的横模 186
6-4-1 平板波导中波的传播 187
6-4-2 对称平板介质波导的导波模式 189
6-4-3 平板介质波导中的TE模 190
6-4-4 光波导的限制因子 194
§6-5 半导体激光器的稳态特性 195
6-4-5 增益波导中的横模 195
6-5-1 阈值电流 196
6-5-2 功率输出 198
6-5-3 效率 199
6-5-4 光谱特性 201
6-5-5 远场辐射图 203
§6-6 半导体激光器的瞬态效应 206
6-6-1 电光耦合速率方程 206
6-6-2 电光延迟 207
6-6-3 电光耦合速率方程式的稳态解 208
6-64 电光耦合速率方程的瞬态解 209
§6-7 异质结半导体激光器 212
6-7-1 单异质结激光器 213
6-7-2 双异质结激光器 214
6-7-3 长波长半导体激光器 217
§6-8 量子阱激光器 219
6-8-1 量子阱中的电子状态 219
6-8-2 量子阱中的带间复合跃迁 221
6-8-3 量子阱半导体激光器的结构和特性 222
§6-9 分布反馈半导体激光器（DFB） 223
6-9-1 布拉格反射 223
6-9-2 分布反馈激光器的特性 224
6-9-3 分布反馈激光器的结构 225
6-9-4 分布布拉格反射式（DBR）激光器 226
习题六 227
第七章 固体激光器 228
§7-1 概述 228
§7-2 粒子数反转的产生和增益系数 229
7-2-1 三能级系统 230
7-2-2 四能级系统 231
7-2-3 亚稳态能级 232
7-2-4 增益系数 233
§7-3 固体激光工作物质 234
7-3-1 红宝石 235
7-3-2 掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG） 240
7-3-3 钕玻璃 243
§7-4 泵浦系统 245
7-4-1 泵浦光源 245
7-4-2 泵浦腔 248
§7-5 光谐振腔 249
7-5-1 光谐振腔的稳定性 250
7-5-2 光谐振腔的损耗 251
§7-6 固体激光器的特性 252
7-6-1 速率方程 252
7-6-2 固体激光器的阈值条件 254
7-6-3 固体激光器的输出特性 256
§7-7 调Q激光器 259
7-7-1 调Q原理 259
7-7-2 调Q的方法 261
7-7-3 调Q激光器的输出特性 263
§7-8 锁模激光器 264
7-8-1 锁模的特性 265
7-8-2 锁模的方法 266
习题七 267
参考文献 269