光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術

光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

王菲,王曉華 著
圖書標籤:
  • 光泵浦半導體激光器
  • 垂直外腔麵發射激光器
  • VCSEL
  • 半導體激光技術
  • 光子學
  • 光學工程
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  • 光電技術
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店鋪: 玖創圖書專營店
齣版社: 國防工業齣版社
ISBN:9787118106909
商品編碼:29779057896
包裝:平裝-膠訂
齣版時間:2016-01-01

具體描述

基本信息

書名:光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術

定價:60.00元

作者:王菲,王曉華

齣版社:國防工業齣版社

齣版日期:2016-01-01

ISBN:9787118106909

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版次:1

裝幀:平裝-膠訂

開本:16開

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光學類圖書光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》

內容提要


光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器是一種新型 的半導體激光器,它兼有常規電泵浦邊發射和麵發射 半導體激光器的優點,具有輸齣功率高、光束質量好 、轉換效率高、光譜調諧範圍寬、輸齣波長覆蓋紫外 到中紅外波段等突齣優勢,已經成為當今國際研究的 熱點之一。由王菲和王曉華閤*的《光泵浦垂直外腔 麵發射半導體激光技術》一書針對光泵浦垂直外腔麵 發射半導體激光器的設計理論、製備工藝及輸齣特性 展開瞭詳盡闡釋,內容包括半導體激光泵浦源技術、 半導體增益介質的設計與製備、半導體增益介質外延 片的後工藝處理、光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光 器的熱管理、激光器的理論模擬與輸齣特性及其腔內 倍頻技術等。
  本書可供半導體物理、半導體工藝、激光技術等 專業的研究人員和工程技術人員參考,也可以作為相 關專業高年級本科生與研究生的教學參考書。

目錄


作者介紹


文摘


序言



光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術 引言 光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器(VECSEL)作為一種新興的光源技術,近年來在科研和産業界引起瞭廣泛關注。其獨特的工作原理、優異的性能錶現以及廣闊的應用前景,使其成為下一代激光器研發的重要方嚮。本書深入探討瞭光泵浦VECSEL的理論基礎、關鍵技術、製造工藝以及實際應用,旨在為相關領域的科研人員、工程師以及學生提供一本全麵、深入的學習和參考資料。 第一章 VECSEL概述 本章將對VECSEL技術進行全麵的介紹,包括其發展曆程、基本結構、工作原理以及與其他類型半導體激光器的比較。 1.1 VECSEL的發展曆程與背景 激光器發展的簡要迴顧: 從早期的氣體激光器、固體激光器到光縴激光器,激光技術經曆瞭多次飛躍。半導體激光器以其小尺寸、高效率、低成本等優勢,在光通信、工業加工、醫療保健等領域扮演著越來越重要的角色。 外腔麵發射激光器的崛起: 傳統的邊發射半導體激光器存在輸齣光束質量不高、光束發散角大、功率密度低等限製。為瞭剋服這些不足,研究人員開始探索麵發射半導體激光器,其中垂直外腔麵發射半導體激光器(VECSEL)應運而生。 光泵浦模式的引入: 最初的VECSEL大多采用電泵浦方式,即通過電流注入來産生激光。然而,隨著對更高功率、更高光束質量以及更寬光譜範圍的需求,光泵浦(Optical Pumping)模式逐漸成為VECSEL研究的熱點。光泵浦利用外部光源(如另一颱激光器或LED)的光能來激發VECSEL的增益介質,從而實現激光輸齣。這種泵浦方式避免瞭電泵浦帶來的電學損耗和熱效應,能夠獲得更高效率和更優異的光束質量。 1.2 VECSEL的基本結構與工作原理 核心組件: VECSEL的核心結構通常包括: 半導體增益介質(Gain Medium): 這是産生激光增益的區域,通常由量子阱(Quantum Wells)或體材料(Bulk Materials)組成,載流子(電子和空穴)在這裏復閤發光。 分布式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector, DBR): VECSEL通常包含兩個DBR鏡。一個DBR鏡位於增益介質下方,通常由數十甚至上百個交替的高低摺射率材料層構成,其反射率在激光波長處接近100%,形成一個“全反射鏡”。 輸齣耦閤鏡(Output Coupler, OC): 另一個DBR鏡則作為輸齣耦閤鏡,其反射率在特定波長下小於100%,允許一部分激光輸齣,同時又能滿足腔鏡的反射條件。 外部腔(External Cavity): VECSEL與傳統的邊發射激光器不同,其腔鏡(DBR鏡和輸齣耦閤鏡)之間存在一個物理距離,形成一個外部諧振腔。這個外部腔是實現高功率、高光束質量輸齣的關鍵。 工作原理: 光泵浦激發: 外部泵浦光(例如,另一颱二極管激光器發齣的綠光或紅光)被耦閤到VECSEL芯片的增益區域。 載流子産生與復閤: 泵浦光被增益介質吸收,産生大量的電子-空穴對(載流子)。 受激發射: 當泵浦光足夠強時,載流子在增益介質中復閤,釋放齣光子。當這些光子與介質中的其他載流子相互作用時,會發生受激發射,産生更多的相同頻率、相位和方嚮的光子,從而實現激光增益。 諧振腔的形成與激光輸齣: 增益介質位於兩個DBR鏡之間。由DBR鏡形成的諧振腔會放大增益介質中産生的特定模式的光。當腔內增益大於損耗時,激光就會産生。輸齣耦閤鏡允許一部分光子離開腔體,形成激光輸齣。 1.3 VECSEL與其他半導體激光器的比較 與邊發射半導體激光器(EEL)的對比: 結構差異: EEL是沿著PN結的縱嚮發射光,腔長通常由芯片本身決定。VECSEL則具有一個垂直於芯片錶麵的發射方嚮,並且依賴於外部諧振腔。 光束質量: VECSEL通過外部諧振腔,可以有效地控製激光的縱模和橫模,從而獲得接近衍射極限的高斯光束,而EEL的光束質量通常較差,發散角大。 功率提升: VECSEL通過增加有源區麵積和優化散熱,可以實現遠高於EEL的輸齣功率。 光譜特性: VECSEL可以通過設計外部腔來選擇特定的縱模,實現窄綫寬輸齣。 與垂直腔麵發射半導體激光器(VCSEL)的對比: 泵浦方式: 傳統的VCSEL是電泵浦的。VECSEL則采用光泵浦。 腔體設計: 傳統VCSEL的諧振腔由半導體材料構成的DBR鏡直接集成在芯片上,腔長非常短(微米量級)。VECSEL則依賴於外部的自由空間諧振腔,腔長可以比VCSEL長得多。 功率與光束質量: 這種差異導緻VECSEL在功率和光束質量上通常優於電泵浦VCSEL。電泵浦VCSEL受限於電流注入和散熱,很難實現高功率輸齣。 第二章 光泵浦VECSEL的關鍵技術 本章將深入探討實現高效、穩定光泵浦VECSEL所需的各項關鍵技術,包括增益介質設計、DBR鏡製造、泵浦光耦閤以及熱管理等。 2.1 增益介質的設計與製備 量子阱(Quantum Well, QW)結構: 能帶工程: VECSEL的增益介質通常采用多量子阱(MQW)結構,即由周期性交替的窄帶隙材料(阱層)和寬帶隙材料(壘層)構成。通過精細控製阱層和壘層的厚度,可以調控量子阱的能級結構,使其在目標波長處實現高增益。 材料體係: 常用的材料體係包括InGaAs/GaAs、InGaAsP/InP、GaN/AlGaN等,適用於不同的工作波段(例如,近紅外、中紅外、可見光)。 設計參數: 阱層和壘層的材料成分、厚度、數量以及應力補償設計是決定增益、載流子動力學和光譜特性的關鍵。 體材料(Bulk Material)增益介質: 應用場景: 對於某些特定的波長範圍或特殊應用,也可以采用體材料作為增益介質。 材料選擇: 例如,某些窄帶隙半導體材料可以直接用作增益介質。 載流子注入與復閤效率: 能量傳遞: 泵浦光能量如何有效地轉化為載流子,以及載流子如何高效地在量子阱中復閤發光,是增益介質設計的核心。 非輻射復閤的抑製: 需要盡量減少非輻射復閤(如俄歇復閤、缺陷捕獲),以提高量子效率。 2.2 分布式布拉格反射鏡(DBR)的設計與製備 DBR鏡的工作原理: DBR鏡由一係列具有不同摺射率的介質層周期性堆疊而成。當光學厚度(摺射率 × 厚度)等於泵浦光或激光波長的一半時,會産生相乾疊加,形成一個高反射帶(Bragg Band)。 材料選擇: 摺射率對比度: 選擇摺射率對比度大的材料可以減少所需堆疊層數,從而降低吸收損耗。常用的材料組閤包括AlAs/GaAs(近紅外)、Al2O3/TiO2(可見光)。 熱導率: 良好的熱導率對於散熱至關重要。 設計參數: 層數: 增加層數可以提高反射率,但同時也會增加材料成本和工藝復雜度。 層厚: 精確控製層厚是實現目標波長處高反射率的關鍵。 傾斜與補償: 對於某些特殊應用,可能需要設計具有一定傾斜角度的DBR鏡,或進行應力補償設計以避免器件變形。 製備工藝: 分子束外延(MBE)與金屬有機化學氣相沉積(MOCVD): 這兩種先進的薄膜生長技術能夠實現對晶體生長的高度精確控製,是製備高質量DBR鏡的關鍵。 2.3 泵浦光耦閤與管理 泵浦源的選擇: 二極管激光器: 最常用,效率高,成本相對較低。 光縴激光器: 功率高,光束質量好。 LED: 適用於低功率應用。 泵浦光耦閤方案: 側麵耦閤: 泵浦光從VECSEL芯片的側麵注入,需要精密的光學對準。 背麵耦閤: 泵浦光穿過透明的DBR鏡,從背麵注入增益介質。這種方式可以簡化光學對準,但對DBR鏡的透明度有要求。 頂部耦閤: 泵浦光從頂部注入,可能需要特殊的腔體設計。 泵浦光均勻性: 泵浦光在增益介質上的分布均勻性直接影響激光輸齣的均勻性和光束質量。需要采用透鏡、光束整形器等光學元件來優化泵浦光斑。 泵浦損耗的最小化: 泵浦光在耦閤過程中可能會發生反射、散射等損耗,需要通過優化耦閤效率和光學設計來降低。 2.4 熱管理與散熱設計 光泵浦的優勢與挑戰: 雖然光泵浦可以減少電學損耗,但泵浦光的吸收仍然會在增益介質中産生熱量,影響器件性能。 熱效應: 摺射率變化: 溫度升高會導緻材料的摺射率發生變化,影響腔長和諧振頻率,引起波長漂移。 載流子動力學改變: 溫度升高會增加非輻射復閤的幾率,降低量子效率。 材料退化: 過高的溫度可能導緻器件的長期可靠性下降。 散熱方案: 熱沉材料: 使用導熱性能優異的材料(如金剛石、銅)作為熱沉,將熱量快速導齣。 主動冷卻: 采用水冷或溫控係統來精確控製器件的工作溫度。 優化泵浦功率密度: 閤理控製泵浦光功率密度,避免局部過熱。 結構設計: 優化芯片和腔體的結構設計,提高熱量的散發效率。 第三章 光泵浦VECSEL的腔體設計與模式控製 本章將重點探討VECSEL外部諧振腔的設計原則,以及如何通過腔體設計來控製激光的輸齣模式、光譜特性和光束質量。 3.1 外部諧振腔的設計原則 穩定性分析: 高斯光束在反射鏡上的傳播: 外部諧振腔中的激光束被視為高斯光束。諧振腔的穩定性取決於反射鏡的麯率、腔長以及激光模式在腔內的傳播特性。 穩定性條件: 需要滿足一定的穩定性條件,以確保腔內的光束能夠穩定地在兩個反射鏡之間往返傳播,並與增益介質重疊。 腔長設計: 模式間隔: 腔長決定瞭縱模的間隔(Δν = c/2nL),可以用於控製激光的輸齣波長和綫寬。 模式競爭: 較長的腔長通常有利於抑製模式競爭,實現單縱模輸齣。 模式體積: 腔長也影響瞭激光模式在增益介質上的重疊程度,從而影響增益。 反射鏡的選擇與對準: 反射鏡類型: 根據功率、波長和反射率需求,選擇閤適的DBR鏡或介質反射鏡。 光學對準: 外部反射鏡與VECSEL芯片的精確對準是獲得穩定激光輸齣的關鍵。需要高精度的光學平颱和對準技術。 3.2 模式控製技術 橫模控製: 孔徑限製(Aperture): 在腔內放置光闌或使用具有特定衍射特性的光學元件,可以限製高階橫模的産生,從而實現基模(TEM00)輸齣。 鏡麵麯率設計: 通過閤理設計反射鏡的麯率,可以有效地控製基模的輸齣。 增益介質尺寸: 增益介質的橫嚮尺寸也會影響橫模的産生。 縱模控製: 腔長優化: 選擇閤適的腔長,使腔長長度是激光模式的整數倍,並盡量減小腔內的其他損耗。 頻率選擇元件: 可以在腔內引入頻率選擇元件(如 etalon),以精確地選擇所需的縱模。 增益譜工程: 通過設計增益介質的量子阱結構,可以控製增益譜的形狀,有利於特定縱模的激射。 偏振控製: 各嚮異性腔體: 引入綫偏振片、波片或使用具有各嚮異性反射特性的腔鏡,可以實現綫偏振或圓偏振輸齣。 增益介質的偏振特性: 增益介質本身的偏振特性也會影響輸齣偏振。 3.3 腔體結構與穩定性 共振腔類型: 平-平腔(Plan-Plan Cavity): 結構簡單,但對穩定性要求高,易受擾動影響。 平-凸腔(Plan-Convex Cavity): 具有一定的穩定性,易於實現基模輸齣。 凸-凸腔(Convex-Convex Cavity): 穩定性更好,但需要精確的對準。 集成化腔體設計: 微型腔體: 將部分腔鏡或固定件集成到VECSEL芯片封裝中,減小腔體體積,提高穩定性。 光縴耦閤腔體: 將VECSEL與光縴耦閤,構建光縴腔體,便於光縴傳輸。 第四章 光泵浦VECSEL的性能錶徵與優化 本章將介紹錶徵光泵浦VECSEL性能的常用方法,以及針對不同應用需求進行性能優化的策略。 4.1 關鍵性能參數的錶徵 輸齣功率與效率: 功率計: 使用光功率計測量激光輸齣功率。 光-光轉換效率: 衡量泵浦光功率轉化為激光輸齣功率的效率。 斜率效率: 衡量泵浦功率每增加一個單位時,輸齣功率的增加量。 光束質量: M²因子: M²因子是錶徵激光光束質量的重要參數,M² = 1 錶示理想的高斯光束。通過測量光束在不同距離的尺寸來計算M²因子。 光束輪廓: 使用CCD相機或掃描測量儀觀察激光光束的橫嚮強度分布。 光譜特性: 光譜分析儀: 測量激光的中心波長、光譜寬度(FWHM)、模式結構。 波長穩定性: 測量激光在不同溫度或時間下的波長變化。 閾值特性: 閾值泵浦功率: 達到激光輸齣的最低泵浦功率。 閾值以下和閾值以上區域的特性: 分析激光在不同泵浦功率下的行為。 偏振特性: 偏振比: 測量激光在不同方嚮上的光強,評估其偏振度。 穩定性與可靠性: 長期運行測試: 評估激光器在長時間運行下的性能穩定性。 環境適應性測試: 評估激光器在不同溫度、濕度等環境條件下的工作能力。 4.2 性能優化策略 提高效率: 優化增益介質: 提高量子效率,優化載流子注入和復閤。 改進DBR鏡: 降低DBR鏡的吸收損耗和散射損耗。 提高泵浦耦閤效率: 優化泵浦光耦閤設計,減少泵浦光損耗。 優化熱管理: 有效散熱,降低非輻射復閤。 提升光束質量: 精確的腔體設計與對準: 確保良好的基模輸齣。 抑製高階橫模: 采用孔徑限製或優化鏡麵麯率。 優化增益介質的橫嚮尺寸: 避免過大的增益區域導緻模式不穩定。 實現窄綫寬輸齣: 長腔體設計: 增加腔長,減小縱模間隔。 引入頻率選擇元件: 如etalon。 穩定的工作環境: 降低溫度波動和機械振動。 寬譜輸齣與調諧: 寬帶增益介質設計: 選擇具有寬增益譜的材料體係。 寬帶反射鏡: 使用具有寬反射帶的DBR鏡。 主動調諧: 通過改變腔長、溫度或引入電光/熱光元件,實現激光輸齣波長的連續調諧。 提高功率: 增加增益介質麵積: 擴大VECSEL芯片的尺寸。 優化泵浦光均勻性: 確保泵浦光均勻分布在增益介質上。 改進散熱: 有效管理因功率升高産生的熱量。 多芯片陣列: 將多個VECSEL芯片集成為陣列,協同輸齣。 第五章 光泵浦VECSEL的應用領域 本章將詳細介紹光泵浦VECSEL在各個領域的廣泛應用,並探討其在未來發展中的潛力。 5.1 工業應用 精密加工: 激光焊接、切割、打標: 高質量的激光光束可以實現更精細、更高效的材料加工。 錶麵處理: 激光熔覆、退火等。 材料科學研究: 光激發研究: VECSEL可作為高功率、窄綫寬的光源,用於激發和探測材料的物理化學過程。 非綫性光學: 用於産生高次諧波、光參量放大等。 5.2 通信與信息技術 光通信: 高功率光源: 用於長距離光縴傳輸,或作為光縴放大器的泵浦源。 相乾光通信: 窄綫寬、高穩定性的VECSEL可用於相乾光通信係統。 激光雷達(LiDAR): 高分辨率探測: VECSEL的高功率和優異的光束質量,使其成為高分辨率激光雷達的理想光源,應用於自動駕駛、遙感等領域。 全息成像與顯示: 高亮度、高分辨率顯示: VECSEL能夠提供強大的光源,支持高質量的全息成像和顯示。 5.3 醫療與生物技術 生物成像: 熒光顯微鏡: VECSEL可作為高效的激發光源,用於各種熒光成像技術,如共聚焦顯微鏡、多光子顯微鏡。 流式細胞儀: 用於細胞分選和分析。 激光治療: 光動力療法(PDT): 用於癌癥治療或其他疾病的治療,需要特定波長的激光來激活光敏劑。 眼科手術: 如視網膜光凝。 光譜分析: 生物分子檢測: VECSEL的窄綫寬和可調諧性,可用於高精度光譜分析,實現對生物分子的精確檢測。 5.4 科學研究 基礎物理學研究: 原子物理、分子物理: 用於原子冷卻、激光誘導熒光、光譜測量等。 量子光學: 用於産生和操縱量子態,如糾纏光子。 光譜學: 高分辨率光譜儀: VECSEL可作為光源,用於測量各種物質的光譜,揭示其結構和性質。 天文學: 天文觀測: 作為地麵望遠鏡的輔助光源,或用於特定探測任務。 第六章 光泵浦VECSEL的未來發展趨勢 本章將對光泵浦VECSEL的未來發展方嚮進行展望,包括新材料、新結構、新應用以及與相關技術的融閤。 6.1 新材料與新結構 寬禁帶半導體VECSEL: 可見光與紫外VECSEL: 發展基於GaN/AlGaN等寬禁帶半導體材料的VECSEL,實現可見光和紫外波段的激光輸齣,拓展應用範圍。 量子點(Quantum Dot, QD)VECSEL: 優點: 量子點具有尺寸可調、三維量子限製等特性,理論上可實現高效率、窄綫寬、低閾值的激光器,並能覆蓋更寬的光譜範圍。 二維材料VECSEL: 探索新型增益介質: 如石墨烯、過渡金屬硫化物等二維材料,其獨特的電子和光學性質可能為VECSEL帶來新的性能突破。 集成化與微納腔設計: 芯片級集成: 將VECSEL與其他光電器件(如調製器、探測器)集成到同一芯片上,構建更緊湊、功能更強大的光子集成係統。 微腔VECSEL: 利用微納腔效應,實現更小的閾值、更高的效率和更精細的模式控製。 6.2 泵浦技術創新 高功率、高亮度泵浦源: 發展更高效、更穩定的泵浦激光器: 提高泵浦效率,降低泵浦成本。 新型泵浦方式: 如利用飛秒激光泵浦,探索瞬態動力學和非綫性效應。 泵浦光整形與高效耦閤: 先進的光學元件: 利用衍射光學元件、微透鏡陣列等,實現更均勻、更高效的泵浦光分布。 光縴傳輸泵浦: 將泵浦光通過光縴傳輸到VECSEL,簡化係統設計,提高靈活性。 6.3 智能化與高性能化 自適應光學與反饋控製: 實時監測與反饋: 結閤傳感器和控製係統,實現激光器輸齣參數(如功率、波長、光束質量)的實時監測和自動調整。 補償環境擾動: 提高激光器的穩定性,適應復雜的工作環境。 機器學習與人工智能在設計與優化中的應用: 加速設計流程: 利用AI算法優化增益介質結構、腔體參數等,縮短研發周期。 預測性維護: 通過AI分析運行數據,預測器件故障,提高可靠性。 6.4 與其他技術的融閤 光子晶體與VECSEL的結閤: 增強光與物質的相互作用: 利用光子晶體的特殊光學性質,調控光場分布,提高泵浦效率和激光性能。 微機電係統(MEMS)與VECSEL的集成: 可調諧VECSEL: 利用MEMS器件實現腔長、角度等參數的動態調節,實現激光輸齣的快速調諧。 與光縴激光器的協同: 互補優勢: VECSEL可作為高性能泵浦源,為光縴激光器提供強大的能量輸入,實現更高功率、更多功能的激光係統。 結論 光泵浦VECSEL技術憑藉其獨特的優勢,已成為激光技術領域的研究熱點和重要發展方嚮。本書全麵深入地介紹瞭該技術的各個方麵,從基本原理到先進設計,從性能錶徵到應用前景。隨著材料科學、光學工程和製造技術的不斷進步,我們有理由相信,光泵浦VECSEL將在未來發揮越來越重要的作用,並在更廣泛的領域展現齣其強大的技術潛力和巨大的應用價值。本書旨在為讀者提供一個紮實的基礎和開闊的視野,以期在該領域取得更大的突破。

用戶評價

評分

我是一名剛接觸半導體激光器領域的青年工程師,手中的這本《光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》可以說是我的“救命稻草”。書中對於垂直腔結構的設計哲學,特彆是如何平衡增益、閾值和模式選擇,講解得極其細緻。最讓我印象深刻的是關於溫度穩定性與熱管理的部分,作者沒有迴避VCSEL在高溫下性能惡化的固有難題,反而提供瞭一係列基於先進封裝技術和腔體材料優化的解決方案。那些關於腔麵反射率調控、內部應力分析的章節,雖然初看起來有些復雜,但結閤書中提供的仿真結果和圖錶,我很快就能理解其中的物理本質。對於“光泵浦”這個相對較新的概念,書中的章節做瞭非常清晰的界定,它如何區彆於傳統的電注入,以及它在實現高功率、高相乾性激光輸齣上的潛力,被展現得淋灕盡緻。這本書的行文風格非常嚴謹,引用瞭大量近期的頂尖研究成果,確保瞭內容的先進性。

評分

說實話,我購買這本書的初衷是希望能找到關於“外腔”技術如何突破傳統VCSEL陣列限製的獨傢見解,而這本書的後半部分完全沒有讓我失望。作者在討論耦閤腔設計時,展示瞭令人驚嘆的數學功底,通過對耦閤係數和相位關係的精妙控製,實現瞭對輸齣光束質量的近乎完美的調控。那種從理論推導到實際光場分布模擬的完整鏈條,讓人感到非常踏實。此外,書中對非綫性效應的討論也極為深入,比如在泵浦功率增大後,如何避免自相位調製和四波混頻等問題,進而保證激光輸齣的單模特性和窄綫寬,這對於高精度測量應用至關重要。這本書的排版和圖示質量也值得稱贊,那些復雜的能級圖和光路示意圖,清晰易懂,極大地減輕瞭閱讀負擔。這本書的價值在於,它不僅告訴你“是什麼”,更告訴你“為什麼會是這樣”,以及“如何纔能做得更好”。

評分

我購買這本書是抱著試一試的心態,因為這個細分領域的研究資料相對分散。然而,這本書的係統性令人耳目一新。它不隻是簡單地堆砌公式和實驗數據,而是構建瞭一個從半導體材料特性到宏觀器件性能的完整知識體係。關於光泵浦源的選擇標準,比如對泵浦光的偏振態、瞬時抖動和綫寬的要求,書中的分析詳盡得近乎苛刻,這對於追求極緻性能的科研工作者來說是寶貴的指引。關於“垂直外腔”結構的優化路徑,作者從幾何光學和波動光學兩個層麵進行瞭交叉論證,這確保瞭結論的普適性。讓我感到特彆滿意的是,書中對器件的長期可靠性評估和故障分析也占據瞭相當篇幅,這遠超齣瞭多數僅關注性能指標的同行著作。這本書是紮實的理論基礎與尖端工程實踐的完美結閤體,我強烈推薦給所有緻力於光電子前沿技術開發的人士。

評分

作為一名資深的光電子領域研究員,我閱讀瞭市麵上幾乎所有關於VCSEL的專著,而這本《光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》無疑是近年來最具有啓發性的一部作品。它的獨特視角在於,將“光泵浦”這一高效激勵方式,與高度可控的“垂直外腔”結構進行瞭係統性的融閤分析。書中對泵浦光的空間耦閤效率的建模方法,尤其是在考慮散射和吸收損耗時,提供瞭一個非常實用的計算框架,這對於我們設計下一代高效率光源至關重要。此外,作者對VCSEL陣列的集成化和光束整形技術進行瞭前瞻性的探討,特彆是如何利用微透鏡陣列和相控陣技術來擴展其應用邊界,這些內容在國內的教材中是極其罕見的。全書的理論深度足以滿足博士生的要求,但其邏輯清晰的敘事結構,又使得資深工程師也能從中迅速汲取新的思路和方法論。

評分

這本《光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》的厚度著實讓人有些望而生畏,但翻開之後,我發現它絕不僅僅是一本枯燥的教科書。作者在開篇部分對激光技術的發展脈絡梳理得非常到位,尤其是對VCSEL(垂直腔麵發射激光器)技術相較於傳統邊發射激光器的優勢,講解得深入淺齣,即便是像我這種對具體物理細節不太熟悉的讀者,也能迅速抓住核心概念。書裏詳盡地描述瞭光泵浦的機製,特彆是如何通過優化泵浦源的波長和功率密度,來提高激光器的效率和穩定性,這一點對於實際應用開發至關重要。書中對腔型設計,特彆是“外腔”結構如何解決VCSEL固有的一些模式競爭和綫寬問題,給齣瞭非常詳盡的數學模型和實驗數據支撐。我特彆欣賞作者在理論闡述後,總是緊跟著給齣一些具體的應用案例,比如在光縴通信、3D傳感和生物醫學成像中的應用前景,這讓抽象的物理概念立刻變得鮮活起來。整體來看,它為這個專業領域提供瞭一個既有深度又有廣度的參考框架。

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