《垂直腔面發射雷射器——原理、製備及測試技術》是2019年科學出版社出版的圖書，作者是范鑫燁。
基本介紹
- 書名：垂直腔面發射雷射器——原理、製備及測試技術
- 作者：范鑫燁
- ISBN：9787030604118
- 頁數：242
- 定價：118.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年03月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
垂直腔面發射雷射器是半導體雷射器的重要成員之一，也是光纖通信領域裡的一個研究熱點。本書全面闡述了垂直腔面發射雷射器的基礎理論、外延技術、製備工藝及測試方法，較為系統、完整地介紹了垂直腔面發射雷射器的種類、性能指標、套用以及未來的發展趨勢。通過閱讀本書，讀者可以全面了解相關的前活技術和套用前景。
圖書目錄
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 垂直腔面發射雷射器的研究意義 1
1.2 垂直腔面發射雷射器的研究進展 2
參考文獻 4
第2章 半導體器件 7
2.1 能帶 7
2.1.1 半導體材料 7
2.1.2 基本晶體結構 7
2.1.3 共價鍵與能帶 9
2.2 熱平衡載流子濃度 12
2.2.1 本徵載流子濃度 12
2.2.2 施主與受主 14
2.3 載流子的輸運現象 16
2.3.1 載流子的漂移與擴散 16
2.3.2 滿足半導體器件的基本方程 20
2.4 半導體器件的基本結構 22
2.4.1 p-n結 99
2.4.2 發光二極體 31
2.5 半導體雷射器 33
2.5.1 半導體雷射器的原理 33
2.5.2 典型半導體雷射器的分類 35
參考文獻 37
第3章 垂直腔面發射雷射器的基礎理論 42
3.1 垂直腔面發射雷射器簡介 42
3.1.1 垂直腔面發射雷射器的結構 42
3.1.2 垂直腔面發射雷射器的主要特點 46
3.1.3 陣列 47
3.2 徼腔基礎理論 49
3.2.1 微腔中的自發輻射 49
3.2.2 法布里珀羅諧振腔 50
3.2.3 反射鏡 51
3.3 自發輻射的計算 54
3.3.1 基於光子態密度計算自發輻射 54
3.3.2 基於費米黃金定律計算自發輻射 62
3.4 微腔的工作原理 68
3.4.1 對光限制的三維光子晶體結構 68
3.4.2 介質圓柱體的發射模式 68
3.4.3 三維介質柱 70
參考文獻 71
第4章 垂直腔面發射雷射器的設計、外延、製備與測試 74
4.1 垂直腔面發射雷射器的設計理論 74
4.1.1 速率方程及光電特性分析 74
4.1.2 模式增益、鏡面反射、有效腔體結構 76
4.1.3 邊界效應 80
4.1.4 垂直腔面發射雷射器的設計 84
4.2 垂直腔面發射雷射器的外延 88
4.2.1 外延技術 88
4.2.2 外延工藝的關鍵因素 93
4.3 垂直腔面發射雷射器的製備 100
4.3.1 製備垂直腔面發射雷射器的關鍵工藝 101
4.3.2 蝕刻台面型垂直腔面發射雷射器的製備 128
4.3.3 離子注人型垂直腔面發射雷射器的製備 129
4.3.4 掩埋異質結型垂直腔面發射雷射器的製備 131
4.3.5 氧化限制型垂直腔面發射雷射器的製備 133
4.4 垂直腔面發射雷射器的性能測試 136
4.4.1 垂直腔面發射雷射器的動態特性 136
4.4.2 垂直腔面發射雷射器的靜態特性 138
4.4.3 垂直腔面發射雷射器的小信號調製特性 140
參考文獻 141
第5章 垂直腔面發射雷射器的主要種類 148
5.1 短波長垂直腔面發射雷射器 148
5.1.1 670nm的垂直腔面發射雷射器 148
5.1.2 808nm的垂直腔面發射雷射器 153
5.1.3 850nm的垂直腔面發射雷射器 159
5 .1.4 940nm的垂直腔面發射雷射器 163
5.2 長波長垂直腔面發射雷射器 168
5.2.1 長波長垂直腔面發射雷射器的簡單介紹 168
5.2.2 製造長波長垂直腔面發射雷射器的材料體系 168
5.2.3 長波長垂直腔面發射雷射器的結構 173
5.2.4 製造長波長垂直腔面發射雷射器的關鍵工藝 174
5.2.5 長波長垂直腔面發射雷射器的製造困難 175
5.2.6 長波長垂直腔面發射雷射器的套用案例 176
參考文獻 177
第6章 基於垂直腔面發射雷射器的套用 180
6.1 垂直腔面發射雷射器的調製技術 180
6.1.1 光源的直接調製原理 180
6.1.2 雷射發射機 181
6.1.3 垂直腔面發射雷射器的調製 186
6.2 垂直腔面發射雷射器套用於光互連 192
6.2.1 垂直腔面發射雷射器在光纖通信中的套用 192
6.2.2 垂直腔面發射雷射器在空間通信中的套用 196
6.3 垂直腔面發射雷射器套用於3D成像 199
6.3.1 3D瀲光感測技術 199
6.3.2 垂直腔面發射雷射器在3D感測中的套用 200
6.4 940nm垂直腔面發射雷射器套用於3D感測 200
參考文獻 201
第7章 基於亞波長光柵的垂直腔面發射雷射器 203
7.1 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器 203
7.1.1 InP基亞波長光柵的設計與仿真 204
7.1.2 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器偏振選擇理論分析 206
7.1.3 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器的製備 210
7.2 基於亞波長金屬光柵的980nm垂直腔面發射雷射器 214
7.2.1 亞波長金屬光柵的設計與仿真 214
7.2.2 基於亞波長光柵980nm垂直腔面發射雷射器的偏振控制理論分析 216
7.2.3 基於金屬亞波長光柵的980nm垂直腔面發射雷射器的製備 218
7.3 基於矽基亞波長光柵1550nm垂直腔面發射雷射器 221
7.3.1 矽基亞波長光柵的設計與仿真 221
7.3.2 基於矽基亞波長光柵垂直腔面發射雷射器的光束控制理論分析 226
7.3.3 基於矽基亞波長光柵的1550nm垂直腔面發射雷射器的製備 231
參考文獻 233
第8章 垂直腔面發射雷射器未來的發展趨勢 237
8.1 垂直腔面發射雷射器的展望 237
8.2 新器件與新技術 238
8.2.1 基於AIGalnP的垂直腔面發射雷射器 238
8.2.2 基於InGaAsP的垂直腔面發射雷射器 239
8.2.3 基於AIGaInAs的垂直腔面發射雷射器 239
8.2.4 基於III-V族氮化物的垂直腔面發射雷射器 240
8.2.5 多波長垂直腔面發射雷射器陣列 241
參考文獻 242
第1章 緒論 1
1.1 垂直腔面發射雷射器的研究意義 1
1.2 垂直腔面發射雷射器的研究進展 2
參考文獻 4
第2章 半導體器件 7
2.1 能帶 7
2.1.1 半導體材料 7
2.1.2 基本晶體結構 7
2.1.3 共價鍵與能帶 9
2.2 熱平衡載流子濃度 12
2.2.1 本徵載流子濃度 12
2.2.2 施主與受主 14
2.3 載流子的輸運現象 16
2.3.1 載流子的漂移與擴散 16
2.3.2 滿足半導體器件的基本方程 20
2.4 半導體器件的基本結構 22
2.4.1 p-n結 99
2.4.2 發光二極體 31
2.5 半導體雷射器 33
2.5.1 半導體雷射器的原理 33
2.5.2 典型半導體雷射器的分類 35
參考文獻 37
第3章 垂直腔面發射雷射器的基礎理論 42
3.1 垂直腔面發射雷射器簡介 42
3.1.1 垂直腔面發射雷射器的結構 42
3.1.2 垂直腔面發射雷射器的主要特點 46
3.1.3 陣列 47
3.2 徼腔基礎理論 49
3.2.1 微腔中的自發輻射 49
3.2.2 法布里珀羅諧振腔 50
3.2.3 反射鏡 51
3.3 自發輻射的計算 54
3.3.1 基於光子態密度計算自發輻射 54
3.3.2 基於費米黃金定律計算自發輻射 62
3.4 微腔的工作原理 68
3.4.1 對光限制的三維光子晶體結構 68
3.4.2 介質圓柱體的發射模式 68
3.4.3 三維介質柱 70
參考文獻 71
第4章 垂直腔面發射雷射器的設計、外延、製備與測試 74
4.1 垂直腔面發射雷射器的設計理論 74
4.1.1 速率方程及光電特性分析 74
4.1.2 模式增益、鏡面反射、有效腔體結構 76
4.1.3 邊界效應 80
4.1.4 垂直腔面發射雷射器的設計 84
4.2 垂直腔面發射雷射器的外延 88
4.2.1 外延技術 88
4.2.2 外延工藝的關鍵因素 93
4.3 垂直腔面發射雷射器的製備 100
4.3.1 製備垂直腔面發射雷射器的關鍵工藝 101
4.3.2 蝕刻台面型垂直腔面發射雷射器的製備 128
4.3.3 離子注人型垂直腔面發射雷射器的製備 129
4.3.4 掩埋異質結型垂直腔面發射雷射器的製備 131
4.3.5 氧化限制型垂直腔面發射雷射器的製備 133
4.4 垂直腔面發射雷射器的性能測試 136
4.4.1 垂直腔面發射雷射器的動態特性 136
4.4.2 垂直腔面發射雷射器的靜態特性 138
4.4.3 垂直腔面發射雷射器的小信號調製特性 140
參考文獻 141
第5章 垂直腔面發射雷射器的主要種類 148
5.1 短波長垂直腔面發射雷射器 148
5.1.1 670nm的垂直腔面發射雷射器 148
5.1.2 808nm的垂直腔面發射雷射器 153
5.1.3 850nm的垂直腔面發射雷射器 159
5 .1.4 940nm的垂直腔面發射雷射器 163
5.2 長波長垂直腔面發射雷射器 168
5.2.1 長波長垂直腔面發射雷射器的簡單介紹 168
5.2.2 製造長波長垂直腔面發射雷射器的材料體系 168
5.2.3 長波長垂直腔面發射雷射器的結構 173
5.2.4 製造長波長垂直腔面發射雷射器的關鍵工藝 174
5.2.5 長波長垂直腔面發射雷射器的製造困難 175
5.2.6 長波長垂直腔面發射雷射器的套用案例 176
參考文獻 177
第6章 基於垂直腔面發射雷射器的套用 180
6.1 垂直腔面發射雷射器的調製技術 180
6.1.1 光源的直接調製原理 180
6.1.2 雷射發射機 181
6.1.3 垂直腔面發射雷射器的調製 186
6.2 垂直腔面發射雷射器套用於光互連 192
6.2.1 垂直腔面發射雷射器在光纖通信中的套用 192
6.2.2 垂直腔面發射雷射器在空間通信中的套用 196
6.3 垂直腔面發射雷射器套用於3D成像 199
6.3.1 3D瀲光感測技術 199
6.3.2 垂直腔面發射雷射器在3D感測中的套用 200
6.4 940nm垂直腔面發射雷射器套用於3D感測 200
參考文獻 201
第7章 基於亞波長光柵的垂直腔面發射雷射器 203
7.1 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器 203
7.1.1 InP基亞波長光柵的設計與仿真 204
7.1.2 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器偏振選擇理論分析 206
7.1.3 基於InP基亞波長光柵的894nm垂直腔面發射雷射器的製備 210
7.2 基於亞波長金屬光柵的980nm垂直腔面發射雷射器 214
7.2.1 亞波長金屬光柵的設計與仿真 214
7.2.2 基於亞波長光柵980nm垂直腔面發射雷射器的偏振控制理論分析 216
7.2.3 基於金屬亞波長光柵的980nm垂直腔面發射雷射器的製備 218
7.3 基於矽基亞波長光柵1550nm垂直腔面發射雷射器 221
7.3.1 矽基亞波長光柵的設計與仿真 221
7.3.2 基於矽基亞波長光柵垂直腔面發射雷射器的光束控制理論分析 226
7.3.3 基於矽基亞波長光柵的1550nm垂直腔面發射雷射器的製備 231
參考文獻 233
第8章 垂直腔面發射雷射器未來的發展趨勢 237
8.1 垂直腔面發射雷射器的展望 237
8.2 新器件與新技術 238
8.2.1 基於AIGalnP的垂直腔面發射雷射器 238
8.2.2 基於InGaAsP的垂直腔面發射雷射器 239
8.2.3 基於AIGaInAs的垂直腔面發射雷射器 239
8.2.4 基於III-V族氮化物的垂直腔面發射雷射器 240
8.2.5 多波長垂直腔面發射雷射器陣列 241
參考文獻 242
