半导体激光器

第1章半导体激光器的物理基础
1.1晶体结构.能带和杂质能级
1.1.1晶体结构
1.1.2能带的形成
1.1.3直接带隙与间接带隙
1.1.4杂质能级
1.1.5能带尾态
1.2半导体中载流子的统计分布及输运
1.2.1热平衡状态下半导体中的载流子
1.2.2非平衡状态下半导体中的载流子
1.2.3非平衡载流子的输运
1.3半导体异质结
1.3.1突变pN异质结
1.3.2突变同型异质结
1.3.3异质结的主要性质
第2章光子与半导体中载流子的相互作用
2.1半导体内的量子跃迁
2.1.1半导体内量子跃迁的过程
2.1.2半导体内量子跃迁的特点
2.2光子密度与能量分布函数
2.3跃迁速率与爱因斯坦(Einstein)关系
2.3.1自发光发射跃迁
2.3.2受激光发射跃迁
2.3.3受激光吸收跃迁
2.3.4爱因斯坦关系
2.4自发发射.受激发射与受激吸收间的关系
2.4.1净受激发射速率
2.4.2吸收系数
2.4.3自发发射速率与吸收系数的关系
2.4.4自发发射速率与受激发射速率的关系
2.5跃迁矩阵元.跃迁几率
2.5.1含时间的微扰理论
2.5.2微扰算符
2.5.3跃迁矩阵元与跃迁几率
2.6半导体中总的受激发射速率
2.7半导体中的载流子复合
2.7.1辐射复合
2.7.2非辐射复合
第3章半导体激光器的工作原理
3.1粒子数反转分布与光增益
3.2阈值条件和增益分布
3.2.1阈值增益
3.2.2增益谱计算
3.2.3增益系数与电流密度的关系
3.2.4增益饱和
3.3半导体激光器的模式理论
3.3.1激光二极管中的波动方程
3.3.2电学常数与光学常数
3.3.3电磁辐射的TE模与TM模
3.3.4对称三层介质平板波导
3.3.5图解
3.3.6不对称三层介质平板波导
3.3.7模截止条件
3.4限制因子
3.5导波有源层中导波机理的分类
3.6垂直于PN结平面的波导效应
3.7模式选择
3.8矩形介质波导
第4章FP腔半导体激光器的结构及特性
4.1结构简介
4.2FP腔宽接触DH激光器
4.2.1阈值电流密度
4.2.2半导体激光器的效率
4.2.3半导体激光器的远场特性
4.2.4光谱特性
4.3条形激光器介绍
4.4条形激光器的理论分析
4.4.1电流扩展
4.4.2载流子扩散
4.4.3光增益
4.4.4平面结构中的导波效应
4.4.5非平面结构中的导波效应
4.4.6光功率(P)-电流(I)特性
4.5增益导引激光器
4.6折射率导引激光器
4.6.1弱折射率导引激光器
4.6.2强折射率导引激光器
第5章半导体激光器的动态特性
5.1速率方程
5.1.1速率方程的稳态解
5.2接通延迟
5.3弛豫振荡
5.4自持脉冲
5.5光谱线宽
5.6调制特性
5.6.1速率方程
5.6.2小信号正弦波强度调制
5.6.3大信号效应和脉码调制
5.6.4高频调制下的受激发射光谱
5.7噪声特性
5.7.1强度调制噪声
5.7.2频率调制噪声
5.7.3其他噪声源
第6章分布反馈式半导体激光器与分布布拉格反射式半导体激光器
6.1概念的提出
6.1.1简要回顾
6.2理论分析
6.3具有均匀光栅的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温度与电流注入特性
6.7.2光谱及线宽
6.7.3偏振选择性
6.7.4动态单模与啁啾
6.8制造技术
6.9光栅制造
6.10波长可调谐激光器
6.10.1调谐基本原理
6.10.2影响调谐范围的因素
6.10.3扩大调谐范围的措施
6.11近期进展
6.11.1高速激光器
6.11.2窄线宽激光器
6.11.3光栅面发射激光器
第7章其他半导体激光器
7.1可见光半导体激光器
7.1.1InGaAlP激光器的结构及性能
7.2半导体蓝.绿光激光器
7.2.1SiC材料激光器
7.2.2Ⅲ族元素氮化物激光器
7.2.3ⅣⅥ族蓝绿光激光器
7.3中.远红外半导体激光器
7.3.1ⅢⅤ族化合物半导体
7.3.2ⅡⅥ族化合物半导体
7.3.3ⅣⅥ族化合物半导体
7.4垂直腔面发射激光器(VCSEL)
7.4.1引言
7.4.2历史简要回顾
7.4.3VCSEL结构
7.4.4VCSEL的制造
7.4.5激光器阵列
7.4.6VCSEL特性
7.5VCSEL阵列
7.5.1多波长阵列
7.5.2独立可寻址(Addressable)阵列
7.5.3高速多波长阵列
7.5.4长波长VCSEL
7.5.5可见光VCSEL
第8章量子阱半导体激光器
8.1引言
8.2量子阱.超晶格物理基础
8.2.1半导体超晶格
8.2.2量子阱中电子的能量状态
8.2.3二维电子气的台阶状态密度分布
8.2.4量子阱中的激子效应
8.2.5量子阱中载流子的能量分布
8.3量子阱激光器工作原理
8.3.1量子阱中载流子的收集与复合
8.3.2注入电流与增益
8.3.3增益与量子阱厚度的关系
8.4量子阱激光器的结构与特性
8.4.1量子阱激光器的结构
8.4.2量子阱激光器的基本特性
8.5应变量子阱激光器
8.5.1晶格失配与应变
8.5.2临界厚度
8.5.3应变量子阱的能带结构
8.5.4应变量子阱激光器的增益特性
8.5.5应变量子阱激光器
8.6新型量子阱激光器
8.6.1低维超晶格——量子线.量子点激光器
8.6.2量子级联激光器
第9章半导体激光放大器(SLA)及其应用
9.1引言
9.2增益特性
9.2.1增益谱和带宽
9.2.2增益饱和
9.2.3放大器噪声
9.3放大器的设计
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放大器带宽
9.4.2饱和功率
9.4.3噪声因子
9.4.4偏振灵敏性
9.5多量子阱放大器
9.6SLA的应用
9.6.1光通信系统中的应用
9.6.2高功率应用
9.6.3脉冲放大
9.6.4光子开关
9.6.5波长转换器
9.6.6波长可调谐滤波器
第10章半导体激光器列阵(SLDA)及光电子集成(OEIC)
10.1引言
10.2耦合模理论
10.2.1耦合模方程
10.2.2多波导系统内的模耦合
10.2.3耦合模理论的改进
10.2.4耦合模理论应用的限制
10.3折射率导引列阵
10.3.1基本结构
10.3.2均匀列阵
10.4增益导引列阵
10.4.1基本结构
10.4.2均匀列阵
10.5增强模的选择机制
10.5.1高阶模的截止
10.5.2由近间隔反波导组成的列阵
10.6应用简介
10.7光电子集成回路(OEIC)及光子集成回路(PIC)
10.7.1多段DBR可调谐激光器
10.7.2激光器与调制器或放大器的集成
10.8集成激光器发射组件
10.8.1OEIC的结构
10.8.2集成LD发射组件
10.8.3光电子集成的发展趋势
第11章半导体激光器的材料.工艺及可靠性
11.1半导体激光器的材料
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族化合物的外延生长
11.2.1液相外延(LPE)
11.2.2金属有机化学气相沉积(MOCVD)
11.2.3分子束外延(MBE)
11.2.4化学分子束外延(CBE)
11.3半导体外延材料的性能检测
11.3.1半导体异质结显示
11.3.2异质结晶格匹配度的测定
11.3.3光荧光测量
11.4半导体激光器的制造工艺
11.4.1引言
11.4.2化合物半导体中的掺杂扩散
11.4.3化学腐蚀
11.5欧姆接触
11.6后步工艺
11.7半导体激光器的可靠性
第12章半导体激光器的应用
12.1光纤通信
12.1.1速率要求
12.1.2光谱和功率的要求
12.1.3相干光通信
12.1.4多信道系统
12.1.5其他附加考虑
12.2半导体激光器与光纤的耦合
12.3光学数据存储——光盘技术
12.3.1引言
12.3.2光盘的数据读出
12.3.3用于光写入的半导体激光器
12.3.4光反馈的影响
12.3.5小结
12.4激光二极管泵浦的固体激光器(DPSL)
12.4.1引言
12.4.2激光二极管的泵浦方式
12.4.3激光增益晶体
12.4.4泵浦用半导体激光器及列阵
12.5半导体激光器的其他应用
12.5.1军事方面的应用
12.5.2激光打印
12.5.3原子物理中的应用
附录英语缩略词英-汉对照表