半導體光放大器及其應用 黃德修,張新亮,黃黎蓉著 9787030335319 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黃德修，張新亮，黃黎蓉著 著

圖書標籤:

• 半導體光放大器
• 光放大器
• 半導體
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• 光電子
• 器件
• 應用
• 通信工程
• 電子工程
• 9787030335319

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030335319

商品編碼：29306457935

包裝：精裝

齣版時間：2012-03-01

基本信息

書名：半導體光放大器及其應用

定價：78.00元

作者：黃德修,張新亮,黃黎蓉著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-03-01

ISBN：9787030335319

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.722kg

編輯推薦

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內容提要

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　　半導體光放大器是一種處於粒子數反轉條件下的半導體增益介質對外來光子産生受激輻射放大的光電子器件，和半導體激光器一樣，是一種小體積、高效率、低功耗和具有與其他光電子器件集成能力的器件。盡管摻鉺光縴放大器（EDFA）後來居上，在光縴通信中獲得應用，但半導體光放大器在光縴通信網絡中應用前景仍不容置疑。黃德修等編著的這本《半導體光放大器及其應用》共分9章，前4章介紹半導體光放大器的原理、器件結構、性能參數和可能産生的應用。第5章介紹半導體光放大器增益介質的不斷改進和相應的性能改善，特彆介紹低微量子材料的性能對半導體光放大器性能提高的影響。第6～8章分彆闡述半導體光放大器在全光信號處理的幾個不同方麵的應用研究結果。第9章介紹半導體光放大器作為一個重要器件參與光電子集成的關鍵技術。《半導體光放大器及其應用》可供從事半導體光放大器研究和應用的研究生或工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光電子器件原理與設計 圖書簡介 本書深入剖析瞭光電子器件的物理學原理、關鍵技術以及在各個領域的創新應用。全書共分為三個主要部分：基礎理論、核心器件與前沿技術，以及集成應用與未來展望。旨在為讀者提供一個全麵、係統且深入的視角，理解光在信息時代扮演的核心角色，以及如何通過精巧的器件設計實現對光的操控與利用。 第一部分：光電子器件的基礎理論 本部分首先建立讀者對光與物質相互作用的深刻認識，為後續深入理解具體器件打下堅實基礎。 電磁波理論與光傳播特性： 詳細介紹麥剋斯韋方程組在描述光波傳播中的作用，闡述光的波動性與粒子性（光子）的辯證統一。重點分析光的衍射、乾涉、偏振等基本光學現象，以及在介質中的傳播特性，如摺射、反射、吸收和散射。這部分內容將為理解光在器件中的傳輸、耦閤及能量轉換過程提供理論依據。 半導體物理基礎： 深入講解半導體材料的能帶理論，包括價帶、導帶、禁帶以及它們的相對位置如何決定瞭半導體的導電性能。詳細闡述本徵半導體與雜質半導體的載流子産生與復閤機製，包括熱激發、光激發和電注入等。重點分析pn結的形成、能帶彎麯、內建電場以及空穴和電子在pn結附近的輸運特性。這些基礎知識是理解半導體光電器件工作原理的關鍵。 量子力學在光電子學中的應用： 探討量子力學對理解微觀世界中光與物質相互作用的重要性。介紹量子阱、量子綫、量子點等低維半導體結構的量子 confinement 效應，以及這些效應如何影響材料的光學和電學性質，為設計具有特定光譜響應或高性能的光電器件奠定理論基礎。 光與物質相互作用的宏觀描述： 引入介質的電磁響應理論，包括介電常數、磁導率、導納等參數，以及它們如何影響光的傳播速度、吸收和摺射率。分析非綫性光學現象，如二次諧波産生、三次諧波産生、自聚焦等，這些現象對於設計高功率激光器、光開關和光調製器至關重要。 第二部分：核心光電子器件及其原理 本部分將聚焦於一係列在現代光電子技術中不可或缺的核心器件，深入剖析其結構、工作機理、關鍵參數及設計優化策略。 半導體發光器件（LEDs）： 正嚮偏置下的注入與復閤： 詳細講解在正嚮電壓驅動下，電子和空穴如何被注入到pn結的有源區，並在此區域內復閤産生光子。區分輻射復閤和非輻射復閤過程，分析影響發光效率的關鍵因素。 材料選擇與光譜調控： 探討不同半導體材料（如GaN、GaAs、InP等）及其閤金的能帶結構如何決定其發光顔色和效率。介紹量子阱結構如何通過控製阱寬來調控發射波長，實現不同顔色LED的製造。 器件結構與效率提升： 分析LED的器件結構，包括芯片設計、電極結構、封裝技術等，以及這些因素如何影響光提取效率、散熱性能和器件壽命。介紹外延生長技術（如MOCVD、MBE）在製備高質量LED材料中的作用。 高性能LED技術： 探討高亮度LED、紫外LED、深紫外LED（DUV LED）等前沿技術，及其在照明、消毒、固化、通信等領域的應用。 半導體激光器（LDs）： 受激輻射與光放大： 詳細闡述受激輻射是激光器産生相乾光的核心機製。講解增益介質、泵浦源、光學諧振腔等激光器基本組成部分的功能。 pn結激光器原理： 深入分析pn結激光器中的注入、載流子高密度引起的粒子數反轉，以及在諧振腔內受激輻射的放大過程。介紹激光閾值電流、輸齣功率、光束質量等關鍵參數。 分布式反饋（DFB）激光器與分布布拉格反射器（DBR）激光器： 重點介紹周期性結構如何實現光反饋，以及這些結構如何控製激光器的輸齣波長，適用於高精度通信和傳感領域。 量子阱激光器與量子點激光器： 探討低維結構如何通過量子 confinement 效應，實現更低的閾值電流、更優異的光譜特性和更窄的綫寬，滿足高速通信和精密測量需求。 激光器陣列與光縴激光器： 介紹多通道激光器陣列在並行處理和高功率輸齣中的應用，以及固體激光器和光縴激光器的發展現狀與優勢。 光電探測器（Photodetectors）： 光電導效應與光伏效應： 講解光照射下半導體材料內部載流子濃度的變化（光電導效應），以及pn結在無外加電壓時産生的電動勢（光伏效應）。 pn結光電二極管： 詳細分析pn結光電二極管的結構、工作原理，以及其響應速度、量子效率、暗電流等重要參數。介紹PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）的結構及其性能優勢。 肖特基結光電探測器： 探討金屬-半導體接觸在光電探測器中的應用，以及其在高溫和高頻下的性能特點。 光電導探測器： 介紹半導體薄膜光電導探測器，以及其在可見光和紅外波段的應用。 紅外探測器： 詳細介紹不同類型的紅外探測器，包括碲鎘汞（HgCdTe）、銻化銦（InSb）、量子阱紅外光電探測器（QWIP）等，及其在熱成像、遙感、光譜分析等領域的應用。 光電探測器陣列： 介紹CCD和CMOS圖像傳感器的工作原理，以及它們在數字成像、機器視覺等領域的廣泛應用。 光調製器（Modulators）： 電光效應與電緻伸縮效應： 介紹外加電場如何改變材料摺射率（電光效應）或電導率，從而實現對光信號的調製。 電吸收調製器（EAM）： 講解半導體pn結在電場作用下吸收係數的變化，實現對光強度的調製。重點分析Franz-Keldysh效應和量子契約電吸收（QCSE）效應。 Mach-Zehnder 調製器（MZM）： 介紹乾涉原理在光調製中的應用，通過改變光路長度來控製光的相位，進而實現幅度調製。 聲光效應與磁光效應： 簡要介紹聲波或磁場如何引起材料光學性質的變化，用於光調製和開關。 高速光調製器： 探討高速光調製器在現代光通信係統中的重要性，分析器件的帶寬、損耗、插入損耗等關鍵參數。 光開關與光柵： 基於半導體開關的原理： 介紹利用半導體材料的電學或光學特性實現光信號的導通與截止。 熱光效應與液晶光開關： 討論利用溫度或液晶相變來控製光的傳播方嚮。 平麵光波導（PLCs）： 講解微納加工技術在製作復雜光路和集成光開關方麵的應用。 衍射光柵與全息光柵： 介紹光柵如何實現光的衍射和色散，在光譜分析和光通信中的應用。 第三部分：集成應用與未來展望 本部分將目光投嚮光電子器件的集成化發展趨勢，以及其在新興技術和未來社會發展中的關鍵作用。 光電子集成電路（OEICs）： 概念與優勢： 介紹將光電子器件與電子器件集成在同一芯片上的概念，以及其在減小尺寸、降低功耗、提高速度和降低成本等方麵的優勢。 矽光子技術： 詳細探討矽材料在光電子領域的應用潛力，包括矽基LED、矽基探測器、矽基調製器等，以及其與現有CMOS工藝的兼容性。 III-V族與矽的混閤集成： 分析將III-V族化閤物半導體（如GaAs、InP）的高性能光電器件與矽基電子電路進行異質集成的方法和挑戰。 光互連技術： 探討OEICs在數據中心、高性能計算等領域實現芯片間、闆間高速光互連的應用前景。 光通信係統中的應用： 光縴通信網絡： 詳細介紹光縴作為傳輸介質，以及激光器、光探測器、光調製器在光縴通信係統中的核心作用。 光放大器（不屬於本書內容，此處僅為對比說明）： [此處略去關於半導體光放大器的具體描述，以避免與書中內容重復]。 波分復用（WDM）技術： 介紹如何利用不同波長的光同時傳輸多路信息，以及對濾波器、復用器、解復用器等器件的需求。 自由空間光通信： 探討激光在地麵、衛星通信中的應用，以及麵臨的大氣衰減和指嚮精度等挑戰。 傳感與測量領域的應用： 激光雷達（LiDAR）： 介紹激光雷達的工作原理，以及其在自動駕駛、地形測繪、環境監測等領域的應用。 光譜分析： 探討各種光電探測器在物質成分分析、環境監測、食品安全等領域的應用。 光縴傳感器： 介紹利用光縴敏感元件與光信號的相互作用來測量溫度、壓力、應變等物理量。 生物醫學應用： 介紹光電子技術在生物成像（如共聚焦顯微鏡）、光動力療法、診斷設備等方麵的應用。 顯示與照明技術的革新： LED照明： 深入分析LED照明的節能、環保、長壽命等優勢，以及在傢庭、商業、工業等領域的廣泛應用。 MicroLED與OLED顯示： 探討新型顯示技術的發展，以及其在智能手機、電視、可穿戴設備等領域的競爭與融閤。 激光顯示技術： 介紹激光光源在顯示領域的應用，以及其高亮度、高色域、高對比度的優勢。 光電子技術的前沿探索與未來發展： 量子信息技術： 探討光子在量子計算、量子通信、量子傳感中的作用，以及相關光電子器件的研製進展。 人工智能與光子計算： 介紹利用光子進行並行計算的潛力，以及AI加速器的發展。 柔性與可穿戴光電子器件： 探討將光電子器件集成到柔性基底上的技術，以及在可穿戴電子設備、智能紡織品等領域的應用。 可持續發展與綠色光電子： 關注光電子器件的材料選擇、能耗優化和迴收利用，推動行業的可持續發展。 本書力求通過嚴謹的科學論證，清晰的邏輯結構，翔實的案例分析，以及對未來發展趨勢的深刻洞察，為讀者提供一個關於光電子器件世界的全麵認知框架。無論您是相關的科研人員、工程技術人員，還是對光電子技術充滿興趣的學生，本書都將是您深入學習和探索這一領域不可多得的參考。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，更多地源於其作者團隊的深厚學術背景和在光電子領域的長期耕耘。作為一名多年從事光通信器件研發的工程師，我深知理論與實踐相結閤的重要性。這本書的書名“半導體光放大器及其應用”給我留下瞭深刻的印象，它暗示著這本書將不僅局限於理論的探討，更會聚焦於實際的應用層麵。我希望書中能夠提供一些非常貼近實際工程應用的案例分析，例如在不同類型光網絡的部署中，SOA是如何被選擇、集成和優化的。具體的，我希望書中能夠詳細闡述SOA在城域網、骨乾網以及接入網中的應用差異，以及針對不同網絡環境，需要考慮哪些關鍵參數和設計考量。例如，在對成本敏感的接入網中，低成本、高可靠性的SOA設計是否成為重點？而在對性能要求極高的長距離傳輸網絡中，低噪聲、高增益、易於控製的SOA又將如何發揮作用？此外，我希望書中能夠對SOA的可靠性和壽命進行深入的討論，這對於大規模商用部署至關重要。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的標題來看，它無疑是為光電領域專業人士量身打造的。作為一名正在攻讀光電子技術方嚮的博士生，我對SOA的理論基礎和前沿進展都有著強烈的探求欲。我希望這本書能夠深入剖析SOA的量子力學原理，從能帶結構、激子效應等方麵詳細解釋其增益機製。同時，我期待書中能夠對SOA的非綫性效應進行詳盡的討論，例如增益飽和、四波混頻、交叉增益調製等，以及這些效應在實際應用中帶來的影響和如何進行抑製。此外，我希望書中能夠提供一些關於SOA的仿真工具和方法介紹，這對於驗證設計和預測性能至關重要。在應用方麵，我對於SOA在光信號處理和光存儲領域的應用非常感興趣。書中是否會介紹利用SOA的非綫性特性來實現邏輯運算、模擬信號處理，或者其在光存儲介質中的作用？我也希望書中能夠對SOA與機器學習、人工智能在光網絡優化和故障診斷方麵的結閤進行探討，這代錶瞭未來的一個重要發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

初次拿到這本《半導體光放大器及其應用》，我最直觀的感受是它的封麵設計非常專業，透著一股嚴謹的氣息，這讓我對書中內容充滿瞭期待。作為一名在光通信領域摸爬滾打多年的工程師，我深知半導體光放大器（SOA）在現代光通信網絡中的關鍵作用。它不僅是信號傳輸過程中不可或缺的“助推器”，更是許多高端光器件和係統的核心組成部分。因此，我一直在尋找一本能夠係統性梳理SOA原理、特性以及最新應用的書籍。這本書的書名正好擊中瞭我長久以來的需求，讓我覺得它有望成為我工作中的一本“寶典”。我希望它能深入淺齣地講解SOA的工作機製，從 PN 結摻雜、載流子動力學到光增益的産生過程，能夠有詳實的理論分析。同時，對於不同類型的SOA，比如受激發射型、注入鎖定型等，我也希望書中能有清晰的劃分和各自的優劣勢分析。最重要的是，關於其在光網絡的具體應用，我希望書中能提供豐富的案例，比如在長距離傳輸中的信號再生、光開關、光邏輯門、甚至是一些前沿的光計算領域。書中作者的專業背景也讓我頗為看重，相信他們能夠將復雜的技術以一種易於理解的方式呈現齣來，幫助我這樣的讀者能夠快速掌握核心知識，並在實際工作中融會貫通。

評分☆☆☆☆☆

翻閱這本書的目錄，我被其內容的廣度和深度所吸引，這不僅僅是一本介紹半導體光放大器工作原理的書，更是一本探討其前沿應用的書籍，這讓我聯想到我在光電子學課程上學到的基礎知識，並且希望這本書能夠將那些理論知識與實際應用緊密聯係起來。我非常期待書中能夠詳細講解SOA的各種性能指標，比如增益、噪聲係數、飽和光功率、帶寬等，並深入分析影響這些指標的因素，例如材料選擇、器件結構設計、工作電流等。對於讀者來說，理解這些指標的物理意義以及如何優化它們，是設計和選擇閤適SOA的關鍵。此外，我希望能看到書中對不同製備工藝的對比分析，比如MOCVD、MBE等，以及不同材料體係（如InP、AlGaAs）的優缺點。在應用方麵，我尤其關注SOA在光網絡中的動態特性，比如其響應速度、串擾問題以及如何通過偏置控製和脈衝整形來緩解這些問題。我也希望書中能夠介紹一些新興的應用場景，例如在光計算、量子信息處理等領域，SOA是否能夠扮演關鍵角色，以及麵臨哪些挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑填補瞭市麵上在半導體光放大器這一專業領域書籍的空白，尤其是在當前光通信技術飛速發展的背景下，其價值更顯突齣。作為一名對光電集成技術有著濃厚興趣的研究生，我一直在關注SOA在下一代通信網絡和傳感技術中的潛力。我特彆期待書中能夠深入探討SOA在光網絡中的多功能性，例如它不僅僅能放大信號，還能在光域進行信號處理，這對於構建更高效、更靈活的光網絡至關重要。我希望書中能詳細闡述SOA如何實現信號整形、頻譜擴展、甚至是一定程度的誤碼檢測和糾正。此外，我對SOA與其它光器件的集成應用非常感興趣，比如與波分復用器、解復用器、光調製器等結閤，構建齣緊湊、高性能的光模塊。書中是否會介紹SOA在光傳感領域的最新進展？例如，它在高精度光縴傳感係統中的應用，或者作為光電探測器和光源的集成器件，其靈敏度和響應速度是否能達到新的高度？我希望書中能夠提供一些理論模型和實驗數據，來支撐這些應用的可能性，並對未來的發展趨勢進行展望。