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余金中 著 / 科学出版社 / 2015-06 / 平装
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定价 ¥128.00
品相 九品
上书时间2020-09-21
半导体光子学/中国科学院大学研究生教材系列
光子学是与电子学平行的科学。半导体光子学是以半导体为介质的光子学,专门研究半导体中光子的行为和性能,着重研究光的产生、传输、控制和探测等特性,进一步设计半导体光子器件的结构,分析光学性能及探索半导体光子系统的应用。《半导体光子学》分为13章,包括光子材料、异质结构和能带、辐射复合发光和光吸收、光波传输模式;超晶格和量子阱、发光管、激光器、探测器、光波导器件和太阳能电池等光子器件的工作原理;器件结构和特性以及光子晶体、光子集成等方面。作者在中国科学院大学(原研究生院)兼职教学18年,《半导体光子学》以该课程的讲义为基础历时3年写成,力求对半导体光子学的基本概念、光子器件的物理内涵和前沿研究的发展趋势作深入的描述和讨论,尽可能地提供明晰的物理图像和翔实的数据与图表。
序前言第1章引言1.1信息时代的前沿学科——光子学1.2电子和光子的比较1.3半导体电子学的发展历程1.4半导体光子学的发展历程1.5本书的内容参考文献第2章半导体光子材料2.1引言2.2半导体光子材料2.2.1半导体光子材料的基本特性2.2.2半导体光子材料的晶体结构2.3半导体的晶格匹配和失配2.3.1临界厚度2.3.2晶格失配度2.4半导体固溶体2.5重要的半导体固溶体2.5.1Alx-a1-xAs2.5.2-axIn1-xPyAs1-y2.5.3(Alx-a1-x)yIn1-yP2.5.4GexSi1-x2.6半导体光子材料的折射率2.7结束语参考文献第3章半导体异质结构3.1引言3.2半导体异质结概念3.3能带的形成3.4半导体异质结构的能带图3.4.1半导体的E-k关系能带图3.4.2安德森能带模型3.5几种异质结的能带图3.5.1异型异质结的能带图3.5.2异型突变异质结3.5.3缓变异质结3.5.4同型突变异质结3.5.5双异质结3.6异质结的电学性质3.6.1异质结的伏-安特性3.6.2异质结的电容-电压特性3.6.3异质结对载流子的限制作用3.6.4异质结的高注入比3.6.5异质结的超注入现象3.7异质结的光学特性3.7.1异质结对光的限制作用3.7.2窗口效应3.8结束语参考文献第4章介质波导4.1引言4.2光的反射和折射4.2.1反射定律4.2.2折射定律4.2.3反射率和透射率4.2.4布儒斯特定律4.2.5临界角和全反射4.3电磁场理论4.3.1麦克斯韦方程4.3.2波动方程4.3.3平面波4.3.4有损耗的介质中的平面波4.4辐射模?衬底模和波导模4.5平板介质波导4.5.1全反射4.5.2波导条件4.6平板介质波导中的TE模4.6.1对称波导4.6.2偶阶TE模式4.6.3奇阶TE模式4.7矩形介质波导4.8古斯-汉欣位移4.9光的模式4.10结束语参考文献第5章半导体中的光发射和光吸收5.1引言5.2辐射复合和非辐射复合5.2.1辐射复合5.2.2非辐射复合5.3光辐射和光吸收的关系5.3.1光辐射和光吸收的基本概念5.3.2黑体辐射5.3.3爱因斯坦关系式5.3.4半导体中受激辐射的必要条件5.3.5净受激发射的速率5.3.6两个能级间的光吸收系数5.4跃迁几率5.4.1费米黄金准则5.4.2矩阵元5.5半导体中的态密度5.6半导体中的光吸收和光发射5.6.1吸收系数5.6.2自发辐射和受激辐射速率5.7半导体中的光增益5.8结束语参考文献第6章半导体发光二极管6.1引言6.2pn结中的载流子分布6.3半导体pn结特性6.3.1热平衡时的pn结特性6.3.2外加偏压时的pn结特性6.4半导体发光二极管材料6.5发光二极管的工作原理6.6LED器件结构6.7高亮度发光二极管和超辐射发光二极管6.7.1高亮度发光二极管6.7.2超辐射发光二极管6.8发光二极管的特性6.8.1伏-安特性6.8.2P-I特性6.8.3温度特性6.8.4光谱特性6.8.5调制带宽6.8.6发光效率绾统龉庑淑out6.8.7相干特性6.8.8近场和远场分布特性6.8.9调制特性和偏振特性6.9结束语参考文献第7章半导体激光器7.1引言7.2异质结对载流子和光波的限制7.2.1异质结对载流子的限制7.2.2波导对光波的限制7.2.3折射率波导和增益波导7.3半导体激光器的工作原理7.3.1半导体受激发射物质7.3.2粒子数反转7.3.3谐振腔7.3.4阈值条件7.4半导体激光器的基本结构7.4.1DH?LOC和SCH激光器7.4.2条型激光器7.5半导体激光器的特性7.5.1P-I和效率特性7.5.2阈值特性7.5.3效率特性7.5.4光谱和模式7.5.5近场图和远场图7.5.6温度特性7.5.7调制特性7.5.8退化和寿命7.6结束语参考文献第8章量子阱?分布反馈?垂直腔面发射激光器和半导体光放大器8.1引言8.2超晶格和量子结构8.2.1超晶格和量子结构的基本概念8.2.2量子结构的能带图和态密度8.2.3单量子阱和多量子阱8.2.4应变量子阱8.3量子阱激光器8.3.1量子阱激光器的工作原理8.3.2应变量子阱激光器8.3.3量子阱激光器的特性8.4分布反馈激光器和分布布拉格反射激光器8.4.1布拉格光栅8.4.2DFB和DBR激光器的结构8.4.3光波耦合理论8.4.4四分之一波长相移的DFB激光器8.4.5DFB激光器的特性8.5垂直腔面发射激光器8.5.1多层介质膜反射器8.5.2VCSEL激光器的结构8.5.3VCSEL激光器的特性8.6半导体光放大器8.6.1半导体光放大器的结构8.6.2半导体光放大器的增益8.6.3半导体光放大器的噪声8.7结束语参考文献第9章光波导器件9.1光波导中的模式的计算方法9.1.1束传播法9.1.2时域有限差分法9.1.3薄膜匹配法9.2脊形波导的单模条件9.2.1矩形截面脊形波导的单模条件9.2.2梯形截面脊形波导的单模条件9.2.3纳米波导的单模条件9.3硅基阵列波导光栅9.3.1罗兰圆和AW-的结构9.3.2AW-的工作原理9.3.3AW-的特性9.4微环谐振器9.4.1微环谐振器的结构9.4.2微环谐振器的光学特性9.4.3光滤波器9.5光调制器/光开关9.5.1硅基波导的调制机理9.5.2硅基光开关/调制器的光学结构9.5.3光开关/调制器的电学结构9.5.4硅基微纳光开关/调制器的特性9.6硅基光耦合器9.6.1硅基光耦合器的结构9.6.2模斑变换器9.6.3棱镜耦合器9.6.4光栅耦合器9.7结束语参考文献第10章半导体光电探测器10.1半导体中的光吸收10.1.1吸收系数10.1.2带间本征光吸收10.1.3自由载流子光吸收10.2pn结光电二极管10.3pin光电二极管10.4雪崩光电二极管10.5RCE光电探测器10.6MSM光电二极管10.7半导体光电探测器的性能10.7.1量子效率和响应度10.7.2雪崩倍增因子M10.7.3暗电流和信噪比10.7.4响应时间10.8结束语参考文献第11章太阳能电池11.1太阳能——最好的能源11.2太阳能电池工作原理11.2.1光伏效应11.2.2太阳能电池的电流-电压特性11.2.3光伏效应同材料的关系11.2.4太阳能电池的效率11.3硅太阳能电池11.4非晶硅薄膜太阳能电池11.4.1非晶硅薄膜的结构和电子态11.4.2非晶硅薄膜的光学特性11.4.3非晶硅和非晶锗硅电池11.5其他硅基太阳能电池11.5.1非晶硅/微晶硅叠层电池11.5.2硅量子点电池和黑硅电池11.6聚光多结太阳能电池11.6.1多结太阳能电池的结构11.6.2多结太阳能电池的特性11.7太阳能电池的发展趋势11.8结束语参考文献第12章半导体光子晶体12.1光子晶体12.1.1光子晶体概念12.1.2光子晶体的特性12.2光子晶体能带的计算12.2.1基于Bloch理论的平面波展开法12.2.2时域有限差分法12.2.3超元胞法12.2.4计算举例——负折射效应12.3光子晶体的应用12.3.1光子晶体的能带同器件的关系12.3.2光子晶体波导12.3.3光子晶体分束器和定向耦合器12.3.4光子晶体滤波器12.3.5光子晶体光开关/调制器12.3.6光子晶体发光器件12.4光子晶体的制备12.5结束语参考文献第13章半导体光子集成13.1信息时代需要光子集成13.2光子集成的平台13.2.1InP平台和Si平台的比较13.2.2SOI13.3光子集成的关键技术13.3.1外延生长技术13.3.2微纳加工技术13.3.3键合技术13.4硅基光子集成13.4.1硅基光子集成方式13.4.2硅基光波导器件阵列13.4.3硅基光子集成的光源和探测13.5光子集成的发展趋势参考文献索引
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开播时间:09月02日 10:30