半导体光电子学第3版黄德修电子工业出版社 9787121342561

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作者: 黄德修
出版社: 电子工业出版社
ISBN: 9787121342561
出版时间: 2018-06
版次: 1

装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 314页
字数: 99999千字

作者: 黄德修
出版社: 电子工业出版社
ISBN: 9787121342561
出版时间: 2018-06

版次: 1
装帧: 平装
开本: 16开

纸张: 胶版纸
页数: 314页
字数: 99999千字

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基本信息
书名:半导体光电子学
定价：49.80元
作者:黄德修
出版社：电子工业出版社
出版日期：2018-06-01
ISBN：9787121342561
字数：518000
页码：314
版次：3
装帧：平装
开本：16开
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编辑推荐
本书是作者以光信息传输中所用光源和探测、光信息存储和处理所需的半导体光电子器件为应用背景，对半导体光电子材料中电子与光子相互作用的基本理论、器件结构和性能要求等方面的认识基础上编写的。特别是绪论中提出的有待进一步探索的几个问题，0章介绍的正待发展的半导体光电子学的几个方面，希望能为致力于进一步发展半导体光电子学、进一步提高半导体光电子器件性能和拓展其应用的同仁提供一点创新动力。
内容提要
半导体光电子学是研究半导体中光子与电子相互作用、光能与电能相互转换的一门科学，涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础物理，也关联着半导体光电子材料及其相关器件，在信息和能源等领域有着广泛的应用。半导体光电子器件的性能改善无不是通过不断优化半导体材料和器件结构以增强电子与光子的相互作用、实现高效电能与光能相互转换的结果，其中异质结所形成的电子势垒和光波导的双重效应起到了关键作用。全书分十章，各章内容相互关联，形成当今半导体光电子学较为完整的、理论和实际应用相结合的系统。
目录
绪论 1第1章半导体中光子-电子的相互作用 41.1 半导体中量子跃迁的特点 41.2 直接带隙与间接带隙跃迁 51.2.1 概述 51.2.2 电子在能带之间的跃迁几率 71.2.3 电子在浅杂质能级和与其相对的能带之间的跃迁 111.2.4 重掺杂时的带-带跃迁 131.3 光子密度分布与能量分布 141.4 电子态密度与占据几率 161.5 跃迁速率与爱因斯坦关系 201.5.1 净的受激发射速率和半导体激光器粒子数反转条件 221.5.2 自发发射与受激发射速率之间的关系 241.5.3 净的受激发射速率与增益系数的关系 251.5.4 净的受激吸收速率与吸收系数 251.6 半导体中的载流子复合 261.6.1 自发辐射复合速率 271.6.2 俄歇（Auger）复合 311.7 增益系数与电流密度的关系 36思考与习题 42参考文献 43第2章异质结 442.1 异质结及其能带图 442.1.1 pN异型异质结 452.1.2 突变同型异质结 472.1.3 渐变异质结 482.2 异质结在半导体光电子学器件中的作用 492.2.1 在半导体激光器（LD）中的作用 492.2.2 异质结在发光二极管（LED）中的作用 502.2.3 异质结在光电二极管探测器中的应用 502.3 异质结中的晶格匹配 502.4 对注入激光器异质结材料的要求 552.4.1 从激射波长出发来选择半导体激光器的有源材料 562.4.2 从晶格匹配来考虑异质结激光器材料 582.4.3 由异质结的光波导效应来选择半导体激光器材料 582.4.4 衬底材料的考虑 632.5 异质结对载流子的限制 632.5.1 异质结势垒对电子和空穴的限制 632.5.2 由泄漏载流子引起的漏电流 662.5.3 载流子泄漏对半导体激光器的影响 69思考与习题 70参考文献 70第3章平板介质光波导理论 723.1 光波的电磁场理论 723.1.1 基本的电磁场理论 723.1.2 光学常数与电学常数之间的关系 733.2 光在平板介质波导中的传输特性 783.2.1 平板介质波导的波动光学分析方法 783.2.2 平板介质波导的射线分析法 843.3 矩形介质波导 91思考与习题 95参考文献 96第4章异质结半导体激光器 974.1 概述 974.2 光子在谐振腔内的振荡 984.3 在同质结基础上发展的异质结激光器 1014.3.1 同质结激光器 1014.3.2 单异质结半导体激光器 1024.3.3 双异质结激光器 1034.4 条形半导体激光器 1054.4.1 条形半导体激光器的特点 1054.4.2 条形激光器中的侧向电流扩展和侧向载流子扩散 1064.5 条形激光器中的增益光波导 1114.5.1 概述 1114.5.2 增益波导的数学分析 1124.5.3 增益波导激光器中的像散、K因子 1174.5.4 侧向折射率分布对增益波导的影响 1184.6 垂直腔表面发射激光器（VCSEL） 1204.6.1 概述 1204.6.2 VCSEL的结构 1214.6.3 布拉格反射器 1234.7 分布反馈（DFB）半导体激光器 1264.7.1 概述 1264.7.2 耦合波方程 1274.7.3 耦合波方程的解 1294.7.4 阈值增益和振荡模式 1304.7.5 DFB激光器结构与模选择 132思考与习题 134参考文献 135第5章半导体激光器的性能 1375.1 半导体激光器的阈值特性 1375.1.1 半导体激光器结构对其阈值的影响 1375.1.2 半导体激光器的几何尺寸对阈值电流密度的影响 1385.1.3 温度对阈值电流的影响 1415.2 半导体激光器的效率 1425.3 半导体激光器的远场特性 1455.3.1 垂直于结平面的发散角 1465.3.2 平行于结平面方向上的发散角 1485.3.3 波导结构对远场特性的影响 1485.4 半导体激光器的模式特性 1495.4.1 纵模谱[11] 1505.4.2 影响纵模谱的因素 1515.4.3 激光器的单纵模工作条件 1535.4.4 “空间烧洞”效应对单模功率的限制 1555.4.5 温度对模谱的影响 1565.4.6 单纵模激光器 1575.5 半导体激光器的光谱线宽 1585.5.1 肖洛·汤斯（Schawlow-Townes）线宽vsT 1585.5.2 半导体激光器的线宽 1595.5.3 与输出功率无关的线宽 1615.5.4 增益饱和与线宽 1615.6 半导体激光器的瞬态特性 1625.6.1 瞬态响应的物理模型 1625.6.2 速率方程 1635.6.3 延迟时间td 1645.6.4 对半导体激光器直接调制 1655.6.5 张弛振荡 1675.6.6 自持脉冲 1705.7 半导体激光器的退化和失效 1715.7.1 半导体激光器的工作方式 1715.7.2 半导体激光器的退化 1735.7.3 欧姆接触的退化 1755.7.4 温度对半导体激光器退化的影响 175思考与习题 175参考文献 176第6章低维量子半导体材料 1786.1 概述 1786.2 量子阱的基本理论和特点 1806.2.1 量子阱中的电子波函数和能量分布 1806.2.2 量子阱中电子的态密度和增益 1826.2.3 量子阱中的激子性质 1846.2.4 应变量子阱 1856.3 量子阱半导体激光器 1876.3.1 概述 1876.3.2 单量子阱（SQW）半导体激光器 1886.3.3 多量子阱（MQW）半导体激光器 1896.3.4 量子级联激光器 1916.4 量子线与量子点 1926.4.1 量子线和量子点基本理论 1926.4.2 量子线和量子点制备方法 1946.4.3 量子点的定位生长 1956.4.4 硅基异质外延的量子点及激光器 196思考与习题 199参考文献 199第7章半导体光放大器（SOA） 2027.1 概述 2027.2 半导体光放大器的性能要求 2047.2.1 半导体光放大器的增益特性 2057.2.2 半导体光放大器的噪声特性 2107.2.3 半导体光放大器的耦合特性[7] 2117.3 半导体光放大器应用展望 2127.3.1 半导体光放大器在光纤通信传输网上的应用 2137.3.2 半导体光放大器在全光信号处理中的应用 214思考与习题 217参考文献 218第8章可见光半导体光发射材料和器件 2198.1 概述 2198.2 红光半导体光发射材料和器件 2228.2.1 红光半导体材料 2228.2.2 红光半导体激光器 2248.2.3 红光发光二极管 2268.3 蓝/绿光半导体光发射材料和器件 2288.3.1 概述 2288.3.2 Ⅲ-N化合物半导体光发射材料 2298.3.3 蓝/绿光半导体光发射器件 232思考与习题 233参考文献 234第9章半导体中的光吸收和光探测器 2369.1 本征吸收 2369.1.1 直接带隙跃迁引起的光吸收 2379.1.2 间接带隙跃迁引起的光吸收 2399.2 半导体中的其他光吸收 2439.2.1 激子吸收 2439.2.2 自由载流子吸收 2479.2.3 杂质吸收 2499.3 半导体光电探测器的材料和性能参数 2509.3.1 常用的半导体光电探测器材料 2509.3.2 半导体光电探测器的性能参数 2509.4 无内部倍增的半导体光探测器 2539.4.1 光电二极管 2539.4.2 PlN光探测器 2549.4.3 光电导探测器 2569.5 半导体雪崩光电二极管（APD） 2579.5.1 APD的原理与结构 2579.5.2 APD的噪声特性 2619.5.3 APD的倍增率（或倍增因子） 2639.5.4 APD的响应速度 2639.5.5 低电压工作的APD 2649.6 量子阱光探测器 2659.6.1 量子阱雪崩倍增二极管 2659.6.2 基于量子阱子能级跃迁的中/远红外探测器 2669.6.3 基于量子限制斯塔克效应的电吸收调制器 267思考与习题 270参考文献 271第10章半导体光电子器件集成 27310.1 概述 27310.1.1 集成电路的启示 27310.1.2 由电子与光子所具有的并行性和互补性应为PIC或OEIC出现的逻辑推理 27310.1.3 PIC和OEIC的发展 27410.1.4 需求对光子集成或光电子集成的强力拉动 27510.2 制约光子集成和光电子集成发展的某些因素 27610.2.1 制约光子集成或光电子集成发展的因素 27610.2.2 发展光子集成或光电子集成的某些启示 27710.3 几种常用的光子集成手段 28010.3.1 对接再生长 28010.3.2 选区外延生长 28110.3.3 量子阱混合 28110.3.4 键合 28210.3.5 双波导集成 28210.4 某些推动光子集成发展的潜在科学技术 28310.4.1 微环谐振腔 28310.4.2 光子晶体 28610.4.3 表面等离子体激元（SPP） 28910.4.4 超材料、超表面及其在光电集成中的应用 295思考与习题 301参考文献 302附录A 薛定谔方程与一维方势阱 306附录B 半导体的电子能带结构 310
作者介绍
黄德修，华中科技大学教授，博士生导师，多年来一直从事半导体光电子学、光纤通信等领域的研究和教学工作，承担国家科技攻关、863计划、973计划、国家自然科学基金关于光纤通信、光纤传感、光电子器件等方面的研究项目；曾任湖北省电子学会副理事长，武汉市科技专家委员会主任，华中科技大学武汉光电国家实验室副主任，信息学院院长；现任中国光学学会常务理事。
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