{RT}半導體激光器速率方程理論:下冊-郭長誌 科學齣版社 9787030479020 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭長誌 著

圖書標籤:

• 半導體激光器
• 速率方程
• 激光物理
• 光電子學
• 郭長誌
• 科學齣版社
• 9787030479020
• 物理學
• 光學
• 通信技術

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030479020

商品編碼：29736394261

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2016-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	半導體激光器速率方程理論:下冊	作者	郭長誌
定價	138.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030479020	齣版日期	2016-06-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	圓脊精裝

內容簡介

本書分三章，章詳細討論半導體異質結構的注入(激發)及其電流機製、能帶圖錶述、並著重探討與新近垂直腔麵發射激光器的發展密切相關的多層同型異質結理論。同時也為速率方程理論的建立提供堅實的物理和理論背景，並打好編程計算的基礎。第二章建立為光子與電子相互作用作微觀唯象錶述的速率方程組、詳細探討光限製因子的全量子理論、並討論電子和光子相互作用動平衡靜態解，如閾值及其無閾值微腔效應、光功率-電流特性、端麵返射、激光模式及其齣射光束結構、模式競爭和轉換等靜態現象。第三章則將深入探討半導體激光器包括延遲、激光過衝、和張弛振蕩三個基本過程的瞬態行為、小信號的電流、光流、和微波加熱三種調製方式及其調製帶寬的理論、控製、和設計。大信號簡諧調製及其調製帶寬、脈碼調製及其眼圖的行為、不穩定和雙穩態現象、振幅和相位噪音、抖動等*過程及其與譜綫寬度的關係等動力學行為及其控製、設計、和應用

作者簡介

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目錄

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導語_點評_推薦詞

文摘

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序言

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《半導體激光器速率方程理論：下冊》是一部深入探討半導體激光器工作機理的學術著作。本書在承接上冊理論基礎的同時，聚焦於更為復雜和前沿的速率方程模型及其在各類半導體激光器設計、分析和應用中的實際體現。全書以嚴謹的物理理論為框架，以清晰的數學推導為工具，旨在為讀者構建一個全麵而深刻的半導體激光器速率方程理論體係。 核心內容概述： 本書的精髓在於對半導體激光器速率方程的深入剖析，尤其側重於對復雜光腔結構、非綫性效應以及多模競爭等關鍵問題的理論建模和分析。它並非簡單羅列公式，而是通過層層遞進的邏輯，引導讀者理解這些方程如何精確地描述瞭激光器的動態行為，包括瞬態響應、穩態輸齣、模式選擇、噪聲特性以及各種非綫性現象。 重點章節解析： 光腔的復雜性與速率方程的演進： 這一部分詳細探討瞭不同光腔結構對速率方程的影響。例如，對於具有分布式反饋（DFB）結構的激光器，其內置的衍射光柵會引入額外的相位和耦閤項，使得速率方程模型需要進行相應的修改和擴展，以準確反映光場的空間分布和反饋機製。書中會詳細推導包含布拉格條件、耦閤係數等關鍵參數的速率方程，並分析這些參數如何影響激光器的模式選擇性和閾值特性。此外，對於具有多個耦閤腔的激光器，如多段式DFB激光器或耦閤腔激光器，書中會建立更復雜的速率方程組，用於分析腔間耦閤強度、相乾性對激光輸齣特性的影響，以及如何利用耦閤腔效應實現模式鎖定或展寬。 非綫性效應的建模與速率方程： 半導體激光器在工作過程中會錶現齣多種非綫性效應，如載流子濃度的飽和、增益飽和、摺射率的載流子依賴性等。本書將深入研究這些非綫性效應對速率方程的影響。例如，增益飽和效應會使得激光器的輸齣功率不再與泵浦強度呈綫性關係，書中會推導包含增益飽和項的速率方程，並分析其對穩態輸齣特性和動態響應的影響。摺射率的載流子依賴性，即剋爾效應，會引起激光器頻率的載流子依賴性調製，這在通信係統中尤為重要。本書會推導包含此效應的速率方程，並討論其在激光器頻率穩定性、調製速度以及外腔激光器中的作用。此外，書中還會探討溫度效應、自發輻射增強效應等對速率方程的修正，以及如何通過這些修正來更精確地預測激光器的實際性能。 多模競爭與模式選擇機理： 在許多實際應用中，半導體激光器會産生多個縱模或橫模。理解和控製多模競爭是獲得單模激光輸齣的關鍵。本書將深入分析多模競爭的速率方程模型。書中會介紹如何在基本速率方程的基礎上引入額外的方程來描述不同模式之間的增益競爭、相位耦閤以及模式鎖定等現象。對於DFB激光器，書中會詳細分析衍射光柵如何通過分布式反射來抑製非目標模式的增殖，從而實現單模輸齣，並推導相應的多模速率方程，用於量化模式選擇能力。對於DFB激光器以外的其他類型激光器，如FP（法布裏-珀羅）腔激光器，書中會分析腔損耗、增益譜寬等因素如何影響模式的穩定性，以及如何通過改變腔長、反射率等參數來調控模式競爭。 量子動力學與速率方程的聯係： 雖然速率方程是一種宏觀描述，但其根本來源是微觀的量子力學過程。本書會在適當的章節中，將速率方程的各個參數（如增益係數、壽命等）與其背後的量子力學過程聯係起來，例如，分析載流子與光子相互作用的玻爾茲曼統計和費米-狄拉剋統計模型，以及這些模型如何影響速率方程中的係數。此外，本書還會探討如何將更精細的量子光學模型（如量子主方程）與速率方程進行對接，尤其是在研究激光器中的量子噪聲和相乾性時，這種聯係顯得尤為重要。 新型半導體激光器與速率方程的應用： 隨著半導體激光器技術的不斷發展，湧現齣許多新型結構和應用。本書將介紹如何運用速率方程理論來分析和設計這些新型激光器。例如，對於量子點激光器，其離散的能級結構和強烈的量子限製效應會對速率方程産生顯著影響，書中會討論如何修正速率方程以適應量子點激光器的特性。對於分布式布拉格反射器（DBR）激光器、量子級聯激光器（QCLs）以及光子晶體激光器，書中會根據其獨特的結構和工作原理，推導齣相應的速率方程模型，並分析這些模型在預測激光器性能、優化設計參數方麵的作用。 理論深度與實踐價值： 本書的理論深度體現在其對速率方程的數學推導嚴謹細緻，對物理概念的闡釋深刻透徹。它不僅僅是理論公式的堆砌，更是對物理過程的深入理解和數學錶達。每一項修正、每一個附加項的引入，都有其明確的物理意義和數學依據。 同時，本書的實踐價值也體現在其緊密的聯係。書中不乏對典型激光器結構和實際測量結果的分析，使讀者能夠將理論模型與實際應用相結閤。通過速率方程的仿真計算，可以預測激光器的輸齣功率、光譜特性、調製響應等關鍵參數，為激光器的設計、優化和故障診斷提供重要的理論指導。例如，在通信領域，精確的速率方程模型可以幫助工程師設計齣具有更高調製速率、更低噪聲的激光器；在傳感領域，則可以優化激光器的頻率穩定性以實現更精確的測量。 學習本書的益處： 構建完整的理論框架： 掌握速率方程的完整體係，理解半導體激光器從微觀粒子行為到宏觀光輸齣的能量轉換過程。 深入理解激光器動力學： 能夠深刻理解激光器的瞬態響應、穩態行為、模式特性以及各種非綫性現象的物理根源。 掌握激光器設計與優化能力： 能夠利用速率方程理論，分析現有激光器的性能瓶頸，並提齣優化設計方案，甚至指導新結構激光器的開發。 提升分析與解決問題的能力： 麵對復雜的激光器問題，能夠運用速率方程模型進行定性或定量的分析，找到問題的癥結所在，並提齣有效的解決方案。 為前沿研究奠定基礎： 為進一步研究量子光學、非綫性光學、光通信、光傳感等相關領域的先進技術打下堅實的理論基礎。 總而言之，《半導體激光器速率方程理論：下冊》是一部麵嚮研究人員、工程技術人員以及高年級本科生和研究生的重要參考書。它以一種係統、深入、實用的方式，將復雜的半導體激光器理論呈現在讀者麵前，是理解和掌握半導體激光器核心技術不可或缺的工具。

評分☆☆☆☆☆

這部著作在內容組織上展現齣一種深邃而嚴謹的學術風貌。作者顯然投入瞭大量心血來構建一個邏輯嚴密的理論框架，從基礎的物理原理齣發，層層遞進，將復雜的半導體激光器動力學現象逐步剖析。閱讀過程中，我能清晰地感受到作者對於推導過程的耐心和對概念定義的精確把握。他沒有滿足於僅僅給齣最終的方程形式，而是深入探究瞭每一步數學推導背後的物理直覺。尤其是在處理非綫性效應和噪聲對光子統計特性的影響時，書中展現齣的深度令人印象深刻。那種將抽象的數學模型與實際的器件性能緊密聯係起來的能力，是區分一般教科書和真正具有指導意義的學術專著的關鍵所在。它似乎在試圖為讀者構建一個從微觀量子效率到宏觀輸齣功率波動的完整認知鏈條，這種係統性的方法論，對於任何想在這一領域進行深入研究的人來說，都是寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

從排版和插圖的編排來看，齣版方的專業性也得到瞭充分體現。那些精心繪製的示意圖和麯綫圖，雖然看起來樸素，但它們精確地捕捉瞭理論模型下的關鍵物理場景。我注意到，很多關鍵的分析，都是通過巧妙地結閤文字論述和圖形展示來完成的，這種互補性極大地增強瞭理解的效率。例如，在討論不同注入電流下激光器的閾值行為時，圖錶的對比直觀地揭示瞭理論預測的精妙之處。此外，書中的參考文獻體係也顯得非常紮實，顯示齣作者深厚的學術積纍和對領域內重要文獻的全麵掌握。這本書不僅僅是在介紹知識，更像是在梳理一個學科領域的發展脈絡，讓人能站在巨人的肩膀上去審視當前的研究前沿，體會到一種曆史的厚重感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格趨於冷靜、客觀，幾乎沒有帶有感情色彩的修飾詞，完全專注於信息和邏輯的傳遞。但正是這種極緻的客觀性，反而營造齣一種引人入勝的學術氛圍。它仿佛在對讀者說：“這是經過時間檢驗的真理，請你用邏輯和數學來驗證它。” 這種挑戰性是吸引人的。我特彆欣賞作者在處理那些邊緣或不穩定的工作點時的謹慎態度，沒有輕易下結論，而是詳盡分析瞭不同參數區域下的適用性和局限性。這種科學的審慎態度，對於培養嚴謹的科研精神具有潛移默化的教育意義。它迫使讀者不僅要學習“是什麼”，更要思考“在什麼條件下纔是正確的”，這無疑是構建強大理論框架的基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是，它完全是以研究者的視角來撰寫的，目標讀者顯然是那些不滿足於停留在應用層麵，而渴望理解“為什麼”和“如何精確建模”的專業人士。它的行文邏輯是自洽且高度形式化的，每一個假設、每一定義都經過瞭嚴格的論證。對於初學者來說，可能需要一些輔助材料來打通最初的關節，但對於已經有一定基礎的人來說，這本書就像是一把開啓更高階理論大門的鑰匙。特彆是關於模式競爭和穩定性分析的部分，其處理方式之細緻和全麵，遠超我預期的標準。它不是在教授“如何使用”激光器，而是在傳授“如何設計和預測”激光器的復雜行為，這種高維度的思維訓練，對於提升一個科研人員的理論素養是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格極其內斂，但字裏行間透露齣一種老派科學傢的沉穩和對細節的偏執。它不是那種追求花哨圖錶或簡化模型的讀物，而是傾嚮於提供最本質的、最可靠的理論基石。我發現自己不得不放慢閱讀速度，很多地方需要反復咀嚼，纔能真正領會其中蘊含的物理精髓。這種“慢讀”的體驗，反而帶來瞭一種知識被紮實固化的滿足感。它要求讀者具備一定的數學功底和物理直覺，但迴報是巨大的——一旦跨過那道門檻，原本晦澀難懂的激光器動態行為，在你眼中就變得清晰可辨瞭。它更像是一部詳盡的“操作手冊”，指導你如何構建和理解一個復雜的物理係統，而非僅僅羅列公式。這種對理論深度和準確性的執著追求，在當前快節奏的科研環境中顯得尤為可貴。