Mid-infrared Semiconductor Optoelectronics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Krier, A. (EDT)

出品人:

页数:751

译者:

出版时间:

价格:159

装帧:HRD

isbn号码:9781846282089

丛书系列:

图书标签:

• Mid-infrared
• Semiconductor
• Optoelectronics
• Infrared detectors
• Photodiodes
• Quantum wells
• Material science
• Optical physics
• Device physics
• Heterostructures
• Thin films

好的，以下是一本名为《光电子学基础与前沿应用》的图书简介，其内容完全不涉及您提到的《Mid-infrared Semiconductor Optoelectronics》一书的具体主题。 --- 图书简介：《光电子学基础与前沿应用》 导言：跨越电与光的桥梁 《光电子学基础与前沿应用》旨在为读者构建一个全面而深入的光电子学知识体系。本书并非聚焦于某一特定波段或材料体系，而是致力于阐述光与物质相互作用的基本物理原理，并系统梳理该领域自诞生以来的关键技术突破及其在现代信息技术、能源、传感和生物医学等领域的广泛应用。我们深知，光电子学是连接电子学和光学两大支柱学科的关键枢纽，是实现信息高速传输、高精度测量以及能源高效转换的核心驱动力。 本书的叙事结构遵循“从基础理论到前沿技术，再到系统集成与未来展望”的逻辑链条。我们力求在保持科学严谨性的同时，确保内容的易读性和启发性，以期满足从专业本科生、研究生到一线工程技术人员的多层次阅读需求。 第一部分：光电子学的物理基石（原理篇） 本部分是全书的理论核心，详细阐述了支撑所有光电器件工作的基本物理现象和数学模型。 1. 基础光学与半导体物理的交汇 我们首先回顾了经典电磁波理论（麦克斯韦方程组）在光波传播中的应用，重点分析了光的吸收、发射和散射等基本过程。随后，深入讲解了半导体能带理论，包括能带结构、载流子输运机制（漂移与扩散），以及费米能级在非平衡态下的行为。本章的重点在于建立光生载流子（电子-空穴对）与半导体材料特性之间的定量联系。 2. 光与物质相互作用的量子力学描述 在此基础上，本书引入了量子力学的视角。详细讨论了爱因斯坦的自发辐射、受激辐射和光吸收系数，这些是理解激光器和光探测器效率的根本。我们不仅推导了这些系数的关系，还探讨了有效质量、带间跃迁和带内跃迁的物理图像，为后续讨论半导体材料的选择提供了理论依据。 3. 异质结与界面物理 光电子器件的性能往往取决于材料界面的质量。本章深入探讨了PN结、PIN结以及更复杂的异质结（如双异质结）的形成机理、能带错位和界面态的影响。通过分析肖特基势垒和能带弯曲，读者将理解如何通过结构设计来控制载流子的注入、分离和复合效率。 第二部分：核心光电器件的原理与设计（器件篇） 本部分将理论知识转化为具体的器件实现，系统介绍了现代光电子学中最为关键的几类设备。 4. 光的产生：激光器与LEDs 详细阐述了光电二极管（LED）的发光机制，从注入式发光到效率限制因素（如俄歇复合、自吸收）。对于激光器，我们深入分析了光腔的谐振条件、阈值增益、光束质量的表征（如M²因子），并区分了不同类型的激光器（如边发射、垂直腔面发射VCSELs）的设计理念和工程挑战。 5. 光的探测与接收：光电二极管与光电导器件 本章聚焦于光信号的捕获与转换。详尽分析了光电二极管（PD）的工作模式（光生电流模式与光导模式），阐述了量子效率、响应速度和噪声源（散粒噪声、热噪声）之间的权衡。此外，还包括雪崩光电二极管（APD）的倍增机理及其在低噪声应用中的地位。 6. 光的调制与操控：光电调制器与开关 高效的信息传输依赖于快速、低损耗的光信号调制。本书着重介绍了电光效应（如Pockels效应和Kerr效应）在调制器设计中的应用。我们分析了马赫-曾德尔调制器（MZM）、电吸收调制器（EAM）的结构、驱动电压、消光比与带宽之间的关系，并探讨了用于光开关的新型集成光学技术。 第三部分：系统集成与前沿技术（应用篇） 本部分将目光投向光电子学在工程实践中的集成化发展方向和新兴技术领域。 7. 集成光电子学：光子集成电路（PICs）的浪潮 随着信息速率的爆炸性增长，光子集成电路（Photonic Integrated Circuits, PICs）已成为下一代信息技术的核心。本章探讨了集成化的关键技术，包括波导的设计与损耗控制、光耦合技术（光纤到芯片的耦合效率）以及关键无源元件（如分束器、环形谐振器）的集成方法。重点比较了基于InP、硅光子学（Silicon Photonics）等平台的优势与局限性。 8. 光通信与传感中的关键技术 本章将前述器件应用于实际系统。在光通信领域，分析了高速光纤通信系统的链路预算、色散补偿和非线性效应（如四波混频）对系统性能的影响。在传感领域，则聚焦于光纤传感、基于光纤布拉格光栅（FBG）的传感原理，以及利用光子学实现的高精度计量和环境监测。 9. 新兴光电子材料与器件探索 本部分对当前研究热点进行了概述。我们介绍了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在超快光电子学中的潜力，以及等离激元学（Plasmonics）如何突破传统衍射极限，实现亚波长尺度的光操纵。此外，还探讨了基于量子点和钙钛矿等新型半导体结构在发光和光捕获方面的最新进展。 结语：展望光电子学的未来图景 《光电子学基础与前沿应用》的最后一部分总结了当前该领域面临的主要挑战，例如功耗效率的进一步提升、新材料的可靠性验证以及与人工智能的深度融合。本书旨在激发读者对光电子学更深层次的思考，并为他们在这一快速发展的交叉学科中找到自己的研究方向提供坚实的理论支撑和广阔的视野。本书的价值在于构建了一个无特定波段偏向、重在普适原理的知识框架，确保了其内容在技术迭代中依然具有长久的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆