半導體激光器

第1章半導體激光器的物理基礎
1.1晶體結構.能帶和雜質能級
1.1.1晶體結構
1.1.2能帶的形成
1.1.3直接帶隙與間接帶隙
1.1.4雜質能級
1.1.5能帶尾態(tài)
1.2半導體中載流子的統(tǒng)計分布及輸運
1.2.1熱平衡狀態(tài)下半導體中的載流子
1.2.2非平衡狀態(tài)下半導體中的載流子
1.2.3非平衡載流子的輸運
1.3半導體異質結
1.3.1突變pN異質結
1.3.2突變同型異質結
1.3.3異質結的主要性質
第2章光子與半導體中載流子的相互作用
2.1半導體內的量子躍遷
2.1.1半導體內量子躍遷的過程
2.1.2半導體內量子躍遷的特點
2.2光子密度與能量分布函數(shù)
2.3躍遷速率與愛因斯坦(Einstein)關系
2.3.1自發(fā)光發(fā)射躍遷
2.3.2受激光發(fā)射躍遷
2.3.3受激光吸收躍遷
2.3.4愛因斯坦關系
2.4自發(fā)發(fā)射.受激發(fā)射與受激吸收間的關系
2.4.1凈受激發(fā)射速率
2.4.2吸收系數(shù)
2.4.3自發(fā)發(fā)射速率與吸收系數(shù)的關系
2.4.4自發(fā)發(fā)射速率與受激發(fā)射速率的關系
2.5躍遷矩陣元.躍遷幾率
2.5.1含時間的微擾理論
2.5.2微擾算符
2.5.3躍遷矩陣元與躍遷幾率
2.6半導體中總的受激發(fā)射速率
2.7半導體中的載流子復合
2.7.1輻射復合
2.7.2非輻射復合
第3章半導體激光器的工作原理
3.1粒子數(shù)反轉分布與光增益
3.2閾值條件和增益分布
3.2.1閾值增益
3.2.2增益譜計算
3.2.3增益系數(shù)與電流密度的關系
3.2.4增益飽和
3.3半導體激光器的模式理論
3.3.1激光二極管中的波動方程
3.3.2電學常數(shù)與光學常數(shù)
3.3.3電磁輻射的TE模與TM模
3.3.4對稱三層介質平板波導
3.3.5圖解
3.3.6不對稱三層介質平板波導
3.3.7模截止條件
3.4限制因子
3.5導波有源層中導波機理的分類
3.6垂直于PN結平面的波導效應
3.7模式選擇
3.8矩形介質波導
第4章FP腔半導體激光器的結構及特性
4.1結構簡介
4.2FP腔寬接觸DH激光器
4.2.1閾值電流密度
4.2.2半導體激光器的效率
4.2.3半導體激光器的遠場特性
4.2.4光譜特性
4.3條形激光器介紹
4.4條形激光器的理論分析
4.4.1電流擴展
4.4.2載流子擴散
4.4.3光增益
4.4.4平面結構中的導波效應
4.4.5非平面結構中的導波效應
4.4.6光功率(P)-電流(I)特性
4.5增益導引激光器
4.6折射率導引激光器
4.6.1弱折射率導引激光器
4.6.2強折射率導引激光器
第5章半導體激光器的動態(tài)特性
5.1速率方程
5.1.1速率方程的穩(wěn)態(tài)解
5.2接通延遲
5.3弛豫振蕩
5.4自持脈沖
5.5光譜線寬
5.6調制特性
5.6.1速率方程
5.6.2小信號正弦波強度調制
5.6.3大信號效應和脈碼調制
5.6.4高頻調制下的受激發(fā)射光譜
5.7噪聲特性
5.7.1強度調制噪聲
5.7.2頻率調制噪聲
5.7.3其他噪聲源
第6章分布反饋式半導體激光器與分布布拉格反射式半導體激光器
6.1概念的提出
6.1.1簡要回顧
6.2理論分析
6.3具有均勻光柵的DFBLD
6.4λ/4相移的DFBLD
6.5增益耦合DFBLD
6.6DBR激光器
6.7工作特性
6.7.1溫度與電流注入特性
6.7.2光譜及線寬
6.7.3偏振選擇性
6.7.4動態(tài)單模與啁啾
6.8制造技術
6.9光柵制造
6.10波長可調諧激光器
6.10.1調諧基本原理
6.10.2影響調諧范圍的因素
6.10.3擴大調諧范圍的措施
6.11近期進展
6.11.1高速激光器
6.11.2窄線寬激光器
6.11.3光柵面發(fā)射激光器
第7章其他半導體激光器
7.1可見光半導體激光器
7.1.1InGaAlP激光器的結構及性能
7.2半導體藍.綠光激光器
7.2.1SiC材料激光器
7.2.2Ⅲ族元素氮化物激光器
7.2.3ⅣⅥ族藍綠光激光器
7.3中.遠紅外半導體激光器
7.3.1ⅢⅤ族化合物半導體
7.3.2ⅡⅥ族化合物半導體
7.3.3ⅣⅥ族化合物半導體
7.4垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)
7.4.1引言
7.4.2歷史簡要回顧
7.4.3VCSEL結構
7.4.4VCSEL的制造
7.4.5激光器陣列
7.4.6VCSEL特性
7.5VCSEL陣列
7.5.1多波長陣列
7.5.2獨立可尋址(Addressable)陣列
7.5.3高速多波長陣列
7.5.4長波長VCSEL
7.5.5可見光VCSEL
第8章量子阱半導體激光器
8.1引言
8.2量子阱.超晶格物理基礎
8.2.1半導體超晶格
8.2.2量子阱中電子的能量狀態(tài)
8.2.3二維電子氣的臺階狀態(tài)密度分布
8.2.4量子阱中的激子效應
8.2.5量子阱中載流子的能量分布
8.3量子阱激光器工作原理
8.3.1量子阱中載流子的收集與復合
8.3.2注入電流與增益
8.3.3增益與量子阱厚度的關系
8.4量子阱激光器的結構與特性
8.4.1量子阱激光器的結構
8.4.2量子阱激光器的基本特性
8.5應變量子阱激光器
8.5.1晶格失配與應變
8.5.2臨界厚度
8.5.3應變量子阱的能帶結構
8.5.4應變量子阱激光器的增益特性
8.5.5應變量子阱激光器
8.6新型量子阱激光器
8.6.1低維超晶格——量子線.量子點激光器
8.6.2量子級聯(lián)激光器
第9章半導體激光放大器(SLA)及其應用
9.1引言
9.2增益特性
9.2.1增益譜和帶寬
9.2.2增益飽和
9.2.3放大器噪聲
9.3放大器的設計
9.3.1FP放大器
9.3.2行波放大器
9.4放大器的特性
9.4.1放大器帶寬
9.4.2飽和功率
9.4.3噪聲因子
9.4.4偏振靈敏性
9.5多量子阱放大器
9.6SLA的應用
9.6.1光通信系統(tǒng)中的應用
9.6.2高功率應用
9.6.3脈沖放大
9.6.4光子開關
9.6.5波長轉換器
9.6.6波長可調諧濾波器
第10章半導體激光器列陣(SLDA)及光電子集成(OEIC)
10.1引言
10.2耦合模理論
10.2.1耦合模方程
10.2.2多波導系統(tǒng)內的模耦合
10.2.3耦合模理論的改進
10.2.4耦合模理論應用的限制
10.3折射率導引列陣
10.3.1基本結構
10.3.2均勻列陣
10.4增益導引列陣
10.4.1基本結構
10.4.2均勻列陣
10.5增強模的選擇機制
10.5.1高階模的截止
10.5.2由近間隔反波導組成的列陣
10.6應用簡介
10.7光電子集成回路(OEIC)及光子集成回路(PIC)
10.7.1多段DBR可調諧激光器
10.7.2激光器與調制器或放大器的集成
10.8集成激光器發(fā)射組件
10.8.1OEIC的結構
10.8.2集成LD發(fā)射組件
10.8.3光電子集成的發(fā)展趨勢
第11章半導體激光器的材料.工藝及可靠性
11.1半導體激光器的材料
11.1.1GaAs及其三元化合物
11.1.2InP及其三元.四元化合物
11.2ⅢⅤ族化合物的外延生長
11.2.1液相外延(LPE)
11.2.2金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)
11.2.3分子束外延(MBE)
11.2.4化學分子束外延(CBE)
11.3半導體外延材料的性能檢測
11.3.1半導體異質結顯示
11.3.2異質結晶格匹配度的測定
11.3.3光熒光測量
11.4半導體激光器的制造工藝
11.4.1引言
11.4.2化合物半導體中的摻雜擴散
11.4.3化學腐蝕
11.5歐姆接觸
11.6后步工藝
11.7半導體激光器的可靠性
第12章半導體激光器的應用
12.1光纖通信
12.1.1速率要求
12.1.2光譜和功率的要求
12.1.3相干光通信
12.1.4多信道系統(tǒng)
12.1.5其他附加考慮
12.2半導體激光器與光纖的耦合
12.3光學數(shù)據(jù)存儲——光盤技術
12.3.1引言
12.3.2光盤的數(shù)據(jù)讀出
12.3.3用于光寫入的半導體激光器
12.3.4光反饋的影響
12.3.5小結
12.4激光二極管泵浦的固體激光器(DPSL)
12.4.1引言
12.4.2激光二極管的泵浦方式
12.4.3激光增益晶體
12.4.4泵浦用半導體激光器及列陣
12.5半導體激光器的其他應用
12.5.1軍事方面的應用
12.5.2激光打印
12.5.3原子物理中的應用
附錄英語縮略詞英-漢對照表