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目录1

引言1

Ⅰ.1 技术背景1

Ⅰ.2 本书梗概5

第一章 简要固体物理概念8

1.1 晶格结构8

1.2 价键和能带结构9

1.3 掺杂剂15

1.4 电子分布和能态密度21

1.5 电子-空穴对的形成和复合27

1.6 少数载流子扩散35

1.7 其它辐射复合过程36

1.8 非辐射复合过程46

第二章 p-n结和异质结52

2.1 电流-电压特性52

2.2 p-n结电容61

2.3 异质结63

2.4 自发发射中的光强-电流关系73

2.5 受载流子寿命限制的二极管频率响应76

第三章 受激发射和增益80

3.1 引言80

3.2 二能级原子系统的光增益85

3.3 直接带隙半导体中的光增益88

3.4 法布里-珀罗谐振腔和阈值条件102

3.5 激光跃迁108

第四章 有关电磁场理论的概念124

4.1 引言124

4.2 麦克斯韦方程组126

4.3 复数介电常数127

4.4 边界条件129

4.5 玻印廷定理131

4.6 矢量波动方程132

4.7 平面波135

4.8 平面波在平面边界上的反射和透射138

第五章 激光器结构中的模式：主要理论146

5.1 激光器的拓扑结构和模式146

5.2 波导方程152

5.3 波的定义154

5.4 介质板波导155

5.5 介质板波导模式的特征166

5.6 在耗散／增益介质中的传播173

5.7 实际结构中的三维模式177

5.8 五层介质板波导模式185

5.9 模式在端面上的反射率187

5.10 激光器结构中的模式选择193

第六章 激光辐射场199

6.1 引言199

6.2 介质板波导的辐射200

6.3 辐射场的边界解205

6.4 介质板波导的模式辐射图形210

6.5 三层介质板波导的辐射214

6.6 二维波导的辐射215

第七章 激光器结构中的模式：主要实验221

7.1 引言221

7.2 双异质结激光器222

7.3 四异质结激光器238

7.4 非对称结构—单异质结（紧密限制）激光器245

7.5 对称和非对称的大光腔激光器247

7.6 实验和理论辐射图形（横模）250

7.7 水平侧向的“S”模254

7.8 小结263

第八章 激光二极管的电学特性和光学特性之间的关系265

8.1 载流子限制和注入载流子的利用265

8.2 阈值电流密度和微分量子效率278

8.3 Jth值与温度的关系293

8.4 非对称异质结激光器中的反常光学现象和光限制的丧失299

第九章 外延技术306

9.1 液相外延（LPE）306

9.2 气相外延313

9.3 分子束外延316

9.4 晶格失配效应317

9.5 衬底考虑339

第十章 二元Ⅲ-Ⅴ族化合物347

10.1 砷化镓347

10.2 磷化镓370

10.3 锑化镓376

10.4 砷化铟376

10.5 磷化铟377

10.6 砷化铝和磷化铝378

11.1 一般考虑381

第十一章 三元和四元Ⅲ-Ⅴ族化合物381

11.2 相图——引论389

11.3 基本三元合金394

11.4 四元化合物419

第十二章 激光二极管的制造及其有关问题426

12.1 结的形成和外延层特性的测定428

12.2 AlxGal-xAs的一些与器件设计有关的关键性质445

12.3 有源结面积的定义454

12.4 激光二极管的热耗散462

第十三章 除GaAs-AlAs以外的异质结器件471

13.1 引言471

13.2 Ⅳ-Ⅵ族化合物激光器473

13.3 Ⅱ-Ⅴ族化合物激光器484

13.4 小结488

第十四章 特殊用途的器件491

14.1 高峰值功率的激光二极管491

14.2 与光纤通信有关的光纤概念502

14.3 （AlGa）As近红外连续工作激光二极管511

14.4 高亮度发光二极管525

14.5 发射可见光的激光二极管542

14.6 一般应用的异质结发光二极管554

第十五章 分布反馈激光器566

15.1 引言566

15.2 耦合模式的分析566

15.3 耦合模的解570

15.4 GaAs-（AlGa）As分布反馈激光器571

第十六章 器件的可靠性576

16.1 端面突发退化576

16.2 内损伤机理582

16.3 可靠器件的工艺593

第十七章 激光二极管的瞬态效应600

17.1 引言600

17.2 接通效应601

17.3 连续振荡614

17.4 与非均匀粒子数反转有关的振荡620

17.5 激光二极管的调制过程622

17.6 小结626

附录628

附录A 物理常数628

附录B 强场中的增益和水平侧向多模632

B.1 引言632

B.2 增益和多模的空间调制632

B.3 跃迁几率的光致饱和633

B.4 激光区中的自发辐射功率636

B.5 小结637

附录C 关于异质结激光二极管的压力效应638

C.1 单轴应力638

C.2 流体静力学（均匀）应力639

附录D GaAs激光器发射的大气衰减643

附录E 单模发射的线宽644