中外物理学精品书系·引进系列·半导体激光器：稳定性、失稳与混沌（第2版）（影印版） [Semiconductor Lasers:Stability,Instability and Chaos 2nd Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 大坪顺次 著

图书标签:

• 半导体激光器
• 激光物理
• 非线性光学
• 混沌动力学
• 稳定性分析
• 光电子技术
• 物理学
• 引进图书
• 学术著作
• 影印版

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301227862

版次：2

商品编码：11323621

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

外文名称：Semiconductor Lasers:Stability,Instability and Chaos 2nd Edition

开本：16开

出版时间：2013-07-01

用纸：胶版纸##

内容简介

　　《中外物理学精品书系·引进系列·半导体激光器：稳定性、失稳与混沌（第2版）（影印版）》内容丰富，涵盖面广，可读性强，其中既有对我国传统物理学发展的梳理和总结，也有对正在蓬勃发展的物理学前沿的全面展示；既引进和介绍了世界物理学研究的发展动态，也面向国际主流领域传播中国物理的优秀专著。

内页插图

目录

1 Introduction
1.1 Chaos and Lasers
1.2 Historical Perspectives of Chaos in Semiconductor Lasers
1.3 Outline of This Book

2 Chaos in Laser Systems
2.1 Laser Model and Bloch Equations
2.1.1 Laser Model in a Ring Resonator
2.1.2 Light Emission and Absorption in Two-Level Atoms
2.1.3 Maxwell-Bloch Equations
2.2 Lorenz-Haken Equations
2.2.1 Lorenz-Haken Equations
2.2.2 First Laser Threshold
2.2.3 Second Laser Threshold
2.3 Classifications of Lasers
2.3.1 Classes of Lasers
2.3.2 Class C Lasers
2.3.3 Class B Lasers
2.3.4 Class A Lasers

3 Semiconductor Lasers and Theory
3.1 Semiconductor Lasers
3.2 Oscillation Conditions of Semiconductor Lasers
3.2.1 Laser Oscillation Conditions
3.2.2 Laser Oscillation Frequency
3.2.3 Dependence of Oscillation Frequency on Carrier Density
3.3 Derivation of Rate Equations
3.3.1 Gain at Laser Oscillation
3.3.2 Rate Equation for the Field
3.3.3 Line width Enhancement Factor
3.3.4 Laser Rate Equations
3.4 Linear Stability Analysis and Relaxation Oscillation
3.4.1 Linear Stability Analysis
3.4.2 Relaxation Oscillation
3.5 Langevin Noises
3.5.1 Rate Equations Including Langevin Noises
3.5.2 Langevin Noises
3.5.3 Noise Spectrum
3.5.4 Relative Intensity Noise （RIN）
3.5.5 Phase Noise and Spectral Linewidth
3.6 Modulation Characteristics
3.6.1 Injection Current Modulation
3.6.2 Intensity Modulation Characteristics
3.6.3 Phase Modulation Characteristics
3.7 Waveguide Models of Semiconductor Lasers
3.7.1 Index- and Gain-Guided Structures
3.7.2 Waveguide Models
3.7.3 Spatial Modes of Gain- and Index-Guided Lasers
3.7.4 Effects of Spontaneous Emission in Gain- and Index-Guided Lasers
3.7.5 Laser Types

4 Theory of Optical Feedback in Semiconductor Lasers
4.1 Theory of Optical Feedback
4.1.1 Optical Feedback Effects and Classifications of Optical Feedback Phenomena
4.1.2 Theoretical Model
4.2 Linear Stability Analysis for Optical Feedback Systems
4.2.1 Linear Stability Analysis
4.2.2 Linear Mode, and Stability and Instability in Semiconductor Lasers
4.2.3 Gain Reduction Due to Optical Feedback
4.2.4 Linewidth in the Presence of Optical Feedback
4.3 Feedback from a Grating Mirror
4.4 Phase-Conjugate Feedback
4.5 Incoherent Feedback and Polarization-Rotated Optical Feedback
4.5.1 Incoherent Feedback
4.5.2 Polarization-Rotated Optical Feedback
4.6 Filtered Feedback

5 Dynamics of Semiconductor Lasers with Optical Feedback
5.1 Optical Feedback from a Conventional Reflector
5.1.1 Optical Feedback Effects
5.1.2 Potential Model in Feedback Induced Instability
……
6 Dynamics in Semiconductor Lasers with Optical Injection
7 Dynamics of Semiconductor Lasers with Optoelectronic Feedback and Modulation
8 Instability and Chaos in Various Laser Structures
9 Chaos Control and Applications
10 Stabilization of Semiconductor Lasers
11 Stability and Bistability in Feedback Interferometers, and Their Applications
12 Chaos Synchronization in Semiconductor Lasers
13 Chaotic Communications in Semiconductor Lasers

前言/序言

好的，这里是针对您的图书《中外物理学精品书系·引进系列·半导体激光器：稳定性、失稳与混沌（第2版）（影印版）》不包含的，其他相关物理学或工程学领域图书的详细简介： --- 1. 凝聚态物理与固体物理学前沿：超导材料的微观理论与宏观应用 本书聚焦于凝聚态物理学的核心领域之一——超导现象。 它深入探讨了从布洛赫电子气模型到BCS理论的建立过程，详细阐述了电子-声子相互作用在传统超导（如铌、铅等）中的关键作用。 全书结构严谨，首先回顾了宏观的伦敦方程组和吉尔伯特-廷姆森（Ginzburg-Landau, GL）唯象理论，这是理解超导磁性行为和穿透深度的基础工具。随后，引入了微观的超导机理，包括库珀对的形成、准粒子激发谱的开环，以及能隙的性质。书中对近年来备受关注的高温超导体（如铜氧化物和铁基超导体）的电子结构和配对机制进行了专门的章节论述，力求揭示其超越传统理论的复杂性。 在实验技术方面，本书详述了角分辨光电子能谱（ARPES）在绘制超导电子态的费米面结构中的应用，以及扫描隧道显微镜（STM）如何用于成像和探测局域态密度。对于实际应用，本书覆盖了超导磁体（如MRI、加速器用磁体）、超导量子干涉器件（SQUID）的工作原理及其在弱磁场精密测量中的独特优势。 不涉及内容： 本书不涉及激光物理、半导体能带工程、光电子器件的动态不稳定性分析或混沌动力学理论在非线性光学系统中的应用。其核心焦点完全集中在零电阻和完全抗磁性现象的理论物理基础、材料特性与工程实现。 --- 2. 高级量子场论与标准模型：粒子物理学的数学框架 这是一部面向高年级本科生和研究生的量子场论（QFT）教材， 旨在为读者建立描述基本粒子及其相互作用的坚实数学和概念基础。 本书从狭义相对论中的经典场论出发，逐步引入狄拉克场、克莱因-戈登场，并详细推导了它们在量子化过程中的对易关系和规范不变性原则。核心内容围绕微扰论展开，重点讲解了费曼图的构造、微分散射截面的计算，以及洛伦兹协变性在处理相对论效应中的重要性。拉格朗日密度作为描述物理系统的核心工具，在本书中得到了淋漓尽致的展示，从电动力学的拉格朗日量到杨-米尔斯理论的基础结构。 在深入章节中，本书探讨了规范场论的关键概念，包括自发对称性破缺（SSB）及其对质量起源的贡献（如希格斯机制的初步介绍，但不涉及详细的规范玻色子质量计算）。对于处理理论中的发散问题，本书提供了对重整化群（RG）的详细介绍，解释了如何通过有意义的物理截断来处理紫外线发散，确保了理论的可预测性。 不涉及内容： 本书的范围严格限定在基本粒子物理和规范理论，完全没有涉及半导体材料的能带结构、固态器件物理、光与物质的相互作用（特别是激光发射机制），以及非线性动力学中的周期性振荡或混沌行为分析。 --- 3. 经典电磁场与波导理论：麦克斯韦方程组的工程应用 本书是一部侧重于工程实践和应用分析的电磁学专著， 它是理解射频（RF）和微波工程的基础读物。 全书以麦克斯韦方程组为起点，并从静电场和静磁场出发，系统地推导了时变场中的边界条件，这是分析所有电磁波传播问题的基石。书中将大量篇幅用于传输线理论，从集总元件模型到分布参数模型，详细分析了史密斯圆图在阻抗匹配中的应用，并解释了反射系数、驻波比等关键参数的物理意义。 在波导理论部分，本书详细分析了矩形波导、圆波导和介质波导（如光纤的简化模型）中的TE、TM和TEM模式。重点在于计算截止频率、模式的色散关系以及能量传输效率。对于高频电路设计，书中还包括了对天线理论的入门介绍，如偶极子天线的辐射方向图和输入阻抗的初步分析。 不涉及内容： 本书的视角停留在经典电磁波的传播和器件设计，不涉及量子力学效应（如载流子注入、受激辐射的量子理论），也未深入到半导体材料的能带理论、载流子的输运特性，更不触及激光系统的动态稳定性分析或复杂的混沌方程求解。 --- 4. 半导体器件物理：从能带到PN结的精细结构分析 这是一本专为电子工程和材料科学专业学生设计的半导体器件物理教材， 侧重于理解半导体材料的本征特性以及它们如何构筑现代电子器件。 本书从晶体结构和能带理论入手，详细解释了有效质量、密度函数以及本征半导体的载流子浓度。随后，章节深入探讨了掺杂过程，区分了施主能级和受主能级，并计算了N型和P型半导体的费米能级位置。PN结的构建是本书的关键部分，它详细分析了空间电荷区、内建电势以及零偏、正向偏置和反向偏置下的伏安特性（I-V曲线）。 对于进一步的器件应用，书中详细描述了双极性晶体管（BJT）的工作原理，包括扩散电流和漂移电流的相对重要性，以及晶体管的Ebers-Moll模型。对于场效应晶体管（FET），则着重分析了MOS结构中的界面效应和电容-电压（C-V）特性曲线。书中对热载流子效应和击穿机制也有详细的讨论。 不涉及内容： 虽然本书讨论了半导体，但其核心在于静/直流工作点下的载流子输运和稳态特性，完全没有涉及光发射过程（如受激辐射）、激光腔的稳定性、系统反馈对光输出的影响，以及驱动激光器时可能出现的非线性动力学失稳和混沌现象。 --- 5. 非线性动力学与突变理论：系统行为的定性分析 本书是一本经典的非线性动力学导论， 旨在教授读者如何使用几何和拓扑工具来分析复杂系统的定性行为，而不必完全依赖解析解。 全书的核心是相空间分析。读者将学习如何构造和解释一阶和二阶自治系统的相平面图，识别鞍点、节点、焦点、极限环等类型的奇点。书中详细讲解了李雅普诺夫稳定性理论，用以判断系统的长期行为，并引入了霍普夫分岔和鞍结分岔等关键的定性转变机制。 对于更复杂的情况，本书引入了混沌动力学的概念，特别是对洛伦兹吸引子（Lorenz Attractor）的经典分析，展示了对初始条件的敏感依赖性（蝴蝶效应）和拓扑混合性。幂级数展开方法和庞加莱截面技术被用来识别周期倍增和进入混沌的路径。 不涉及内容： 本书的分析对象是抽象的动力学系统，虽然它讨论了“失稳”和“混沌”，但其物理背景是通用的，不特指半导体激光器中的光子或载流子方程。它不包含任何关于半导体材料特性、能带结构、激光器腔镜设计、增益介质的激发过程，或光子动力学模型的具体推导。

评分☆☆☆☆☆

作为一个刚刚踏入光电子领域的学生，我对半导体激光器充满了好奇。在课堂上，老师们介绍了一些基础的半导体激光器原理，比如泵浦、增益、阈值等等，但感觉很多东西只是点到为止，并没有深入讲解。尤其是在讨论激光器的性能时，经常会提到“稳定性”这个问题，有时也会听到关于“模式竞争”和“噪声”的讨论，这些都让我感到有些困惑。我不知道这些概念之间有什么内在联系，也不知道它们是如何影响激光器的最终性能的。当我看到这本《半导体激光器：稳定性、失稳与混沌》时，我被它的标题深深吸引住了。“稳定性”是我想了解的，“失稳”和“混沌”则充满了探索的乐趣。我猜想，这本书应该会从物理学的基本原理出发，详细地解释半导体激光器是如何工作的，然后在不同的工作条件下，它会表现出怎样的行为。特别是“失稳”和“混沌”这两个部分，我非常期待能看到关于激光器内部那些看似混乱但又遵循一定规律的动态过程的描述。我希望这本书能用一种清晰易懂的方式，把我从对半导体激光器性能的模糊认识，引导到对其深层动力学机制的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在半导体行业从事器件研发的工程师，主要工作涉及高功率激光器的设计与制造。在实际工作中，我们经常会遇到激光器输出不稳定的问题，比如功率波动、光谱漂移、甚至是噪声的增加，这些都会直接影响到我们产品的性能和可靠性。很多时候，我们只能依靠经验进行调整，对于背后的物理机制并没有非常深入的理解。我们知道，半导体激光器的稳定性是一个非常复杂的问题，涉及到腔内光场、载流子动力学、温度效应、甚至是一些微小的结构缺陷等等。而“失稳”和“混沌”这两个词，听起来就与我们工作中遇到的许多棘手问题息息相关。我希望能在这本书中找到对这些现象的深入解释，了解导致半导体激光器失稳的具体原因，以及混沌现象在激光器中是如何产生的，它对激光器的输出有什么影响。我非常期待这本书能够提供一些理论上的指导，帮助我们更好地理解和解决实际工程中遇到的关于激光器稳定性的难题，甚至能够启发我们开发出更具创新性的激光器设计方案。

评分☆☆☆☆☆

我最近在进行一项关于激光通信的课题研究，其中涉及到一些高性能激光器的选择和优化问题。在查找相关文献时，反复出现“半导体激光器”这个关键词，而且很多高级的性能指标，比如稳定性、瞬态响应、甚至是一些非线性效应，都对通信的误码率和传输效率有着至关重要的影响。我之前对半导体激光器的了解主要停留在比较基础的p-n结工作原理和输出光谱的简单描述上。但是，随着研究的深入，我逐渐意识到，要真正理解和设计出满足特定需求的激光器，必须深入了解其内部复杂的动力学行为。特别是“稳定性、失稳与混沌”这些概念，听起来就比单纯的“输出功率”和“波长”要复杂得多，也更具挑战性。我希望这本书能够详细阐述半导体激光器在不同工作状态下的稳定性是如何实现的，又会在哪些条件下发生失稳，以及这种失稳可能导致哪些有趣的非线性现象，比如混沌。我非常好奇，这些理论上的“失稳”和“混沌”是否能在实际的激光器设计中被巧妙地利用，或者至少需要被有效避免。这本书的出现，仿佛为我解决实际研究中的一些瓶颈提供了理论指导的可能性，我希望能从中找到解决问题的关键思路，哪怕只是对我以往认知的颠覆和拓展，也是巨大的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给我一种沉甸甸的学术感，厚实的纸张和精美的装帧，一看就知道是精心制作的。我一直对半导体激光器这个领域很感兴趣，但又觉得它既是前沿的科学研究，又充满了工程应用的潜力，很难找到一本既能深入理论又能兼顾实践的入门读物。之前看过一些国内的教材，感觉要么过于理论化，公式推导繁琐，让人望而却步；要么过于工程化，对背后的物理原理讲解不够透彻，让人知其然不知其所以然。所以当我在书店看到这本《中外物理学精品书系·引进系列·半导体激光器：稳定性、失稳与混沌（第2版）（影印版）》时，简直是眼前一亮。从书名来看，它似乎覆盖了半导体激光器最核心的几个方面：稳定性的基础、失稳带来的挑战以及混沌现象的探索。特别是“混沌”这个词，听起来就充满了神秘感和挑战性，让人对书中可能揭示的非线性动力学在激光器中的应用充满期待。而且是影印版，这意味着它很大程度上保留了原著的风貌，能够接触到原汁原味的学术思想，这一点对于我这种希望深入理解某个领域的研究者来说，是非常宝贵的。我迫不及待地想翻开它，看看里面的内容是否真的如我所期望的那样，能够为我打开一扇通往半导体激光器深层世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

在我的认知里，物理学研究的魅力在于它能够揭示自然界最本质的规律，并将这些规律应用到解决实际问题中。半导体激光器作为现代科技中不可或缺的一部分，其背后必然蕴含着深刻的物理原理。我之前接触过一些关于激光器理论的书籍，但感觉它们更多地集中在单一的方面，比如增益理论或者腔体光学。然而，我一直认为，一个完整的理论体系应该能够描述事物从稳定到失稳，再到更复杂动态过程的演变。这本书的标题《半导体激光器：稳定性、失稳与混沌》恰好满足了我对这种系统性理解的渴望。我非常想知道，在这本书里，作者是如何将半导体激光器的基本工作原理与非线性动力学联系起来的。特别是“失稳”和“混沌”这两个词，让我联想到许多物理学中的经典问题，比如蝴蝶效应、分形等等。我希望通过阅读这本书，能够理解这些复杂的概念是如何体现在半导体激光器这个具体器件中的，它们对激光器的性能和应用有什么样的影响。这不仅是对一个具体器件的深入了解，更是对物理学研究方法和思想的一次学习。