光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王菲，王曉華 著

圖書標籤:

• 光泵浦半導體激光器
• 垂直外腔麵發射激光器
• VCSEL
• 半導體激光技術
• 光子學
• 光學工程
• 激光物理
• 材料科學
• 微電子學
• 光電技術

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118106909

版次：1

商品編碼：11886490

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：186

正文語種：中文

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光學類圖書

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內容簡介

　　光泵浦麵發射半導體激光器是一種新型的半導體激光器，它兼有常規電泵浦邊發射和麵發射半導體激光器的優點，具有輸齣功率高、光束質量好、轉換效率高、光譜調諧範圍寬、輸齣波長覆蓋紫外到中紅外波段等突齣優勢，已經成為當前國際研究的熱點之一。《光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》針對光泵浦麵發射半導體激光器的設計理論、製備工藝及輸齣特性展開瞭詳盡介紹，內容包括半導體增益介質芯片設計與外延生長、芯片封裝製備工藝、芯片的熱特性、激光器輸齣特性及其調製特性等。

目錄

第1章 引論
1．1 研究意義
1．2 光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器的發展曆程與研究現狀
1．3 光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器的基本原理、結構與材料體係
1．4 光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器的應用
參考文獻

第2章 半導體激光泵浦源技術
2．1 半導體激光器簡介
2．2 半導體激光器工作原理
2．3 半導體激光器的工作特性
2．4 半導體激光器的典型封裝結構
2．5 半導體激光束泵浦整形技術
參考文獻

第3章 半導體增益介質的設計與製備
3．1 基本理論
3．2 半導體增益介質結構設計
3．3 半導體增益介質外延片的生長與測試
3．4 幾種典型的半導體增益介質結構
參考文獻

第4章 半導體增益介質外延片的後工藝處理
4．1 半導體增益介質外延片襯底減薄工藝研究
4．2 半導體增益介質芯片拋光工藝研究
……

前言/序言

引言 光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光器（VECSELs）是近年來半導體激光技術領域的一項重要突破，其獨特的設計和優越的性能使其在科學研究和工業應用中展現齣巨大的潛力。與傳統的邊發射激光器相比，VECSELs具有麵發射、易於集成、高功率、高光束質量等優點，尤其是在功率和光束質量方麵，更是遠超傳統的麵發射激光器。本書將深入探討光泵浦VECSELs的核心技術，從基礎原理到器件設計、製造工藝、性能錶徵以及前沿應用，為讀者提供一個全麵而深入的瞭解。 第一章 VECSELs基本原理 本章將首先介紹半導體激光器的基本工作原理，包括半導體材料的能帶結構、載流子注入、光增益産生、受激輻射以及諧振腔的構成等。在此基礎上，我們將重點闡述VECSELs的設計理念，區彆於傳統邊發射激光器，VECSELs利用垂直排列的增益介質和外部諧振腔來實現麵發射。詳細介紹VECSELs的關鍵組成部分，包括： 分布式布拉格反射器（DBR）鏡： 作為VECSELs的核心結構之一，DBR鏡的周期性光學厚度和反射率對激光器的閾值、輸齣功率和光譜特性至關重要。本章將詳細講解DBR鏡的設計原理，包括介質材料的選擇、層數的計算以及周期數的優化，並通過理論模型分析其光學響應。 增益區： 增益區是産生受激輻射的關鍵。對於光泵浦VECSELs，增益區通常由多層量子阱（MQWs）構成，通過吸收泵浦光實現粒子數反轉。本章將深入分析不同量子阱結構（如InGaAs/GaAs, InGaAsP/InP等）的設計，討論阱寬、壘寬、組分以及摻雜濃度對增益譜、吸收譜以及載流子動力學的影響。 外腔諧振腔： VECSELs的外腔通常由一個高反射率的DBR鏡（通常集成在芯片上）和一個外部的反射鏡組成。外腔的長度、麯率以及反射率的設計直接影響著激光器的模式、光束質量和穩定性。本章將探討不同外腔構型的設計，包括平腔、凹腔以及混閤腔，並分析它們對激光器性能的影響。 泵浦機製： 光泵浦是VECSELs的主要泵浦方式，通常采用高功率的二極管激光器或光縴激光器作為泵浦源。本章將討論不同泵浦光的波長、功率以及光斑形狀對VECSELs效率和功率特性的影響。詳細介紹泵浦光的耦閤方式，如側麵泵浦、頂麵泵浦等，以及如何優化泵浦光的吸收效率。 第二章 VECSELs器件設計與製備 本章將聚焦於VECSELs的實際器件設計和製備過程。從材料選擇到工藝流程，將為讀者提供一個係統性的指導。 材料選擇與外延生長： VECSELs的性能很大程度上取決於外延材料的質量。本章將討論常用的III-V族半導體材料體係，如GaAs基和InP基，以及它們的優缺點。詳細介紹金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）或分子束外延（MBE）等外延生長技術，重點講解如何控製生長溫度、流速、組分等參數以獲得高質量的增益區和DBR鏡。 DBR鏡的設計與製備： DBR鏡的設計需要精確控製每層介質的厚度和材料摺射率。本章將介紹如何利用光學設計軟件進行DBR鏡的仿真和優化，以及如何通過精密的MOCVD或MBE工藝來實現多層DBR結構的精確生長。 增益區的優化設計： 增益區的量子阱結構的設計直接關係到激光器的增益係數和閾值。本章將介紹如何根據目標輸齣波長和泵浦源的波長，設計最優的量子阱數、阱寬、壘寬和組分，以最大化吸收增益。同時，還將討論如何在增益區中引入導波結構，以增強增益與光場的耦閤。 芯片製備工藝： VECSELs芯片的製備涉及多道復雜的光刻、刻蝕、金屬化等工藝。本章將詳細介紹芯片的退火、刻蝕、電極製作以及芯片的切割等工藝步驟。重點討論如何實現DBR鏡的平整度和反射率，以及如何保證增益區的均勻性。 外腔集成與封裝： VECSELs需要與外部光學元件集成形成諧振腔。本章將介紹外腔的搭建方式，包括反射鏡的固定、對準以及如何實現高效的光學耦閤。同時，還將討論VECSELs的封裝技術，如熱沉設計、引綫鍵閤等，以保證器件的穩定性和可靠性。 第三章 VECSELs性能錶徵與優化 本章將詳細介紹VECSELs的各項性能指標的測量方法以及如何通過優化設計來提升器件性能。 輸齣功率與效率： 測量VECSELs在不同泵浦功率下的輸齣光功率，並計算光-光轉換效率和量子效率。本章將分析影響輸齣功率的因素，如增益、反射率、內部損耗等，並提齣相應的優化策略。 光譜特性： 測量VECSELs的輸齣光譜，包括中心波長、光譜寬度和縱模間隔。本章將分析影響光譜特性的因素，如增益譜、DBR鏡的反射譜、外腔模式等，並介紹如何通過調整外腔長度或選擇閤適的DBR鏡來獲得單縱模輸齣。 光束質量： VECSELs的高光束質量是其重要優勢之一。本章將介紹M2因子等光束質量評價指標，並講解如何通過優化外腔構型、球麵像差控製等手段來獲得高質量的輸齣光束。 熱學特性： 半導體激光器在工作過程中會産生熱量，影響其性能和壽命。本章將分析VECSELs的散熱問題，介紹熱沉設計、熱管理等技術，並討論如何減小溫度變化對激光器性能的影響。 穩定性與可靠性： 激光器的長期穩定工作是其應用的關鍵。本章將討論VECSELs的穩定性測試方法，包括功率穩定性、波長穩定性等，並探討影響器件可靠性的因素，如材料缺陷、工藝應力等。 第四章 VECSELs的先進技術與前沿發展 本章將介紹VECSELs領域最新的技術進展和未來的發展方嚮。 高功率VECSELs： 隨著應用需求的不斷提升，開發更高功率的VECSELs是當前的研究熱點。本章將討論多片級聯、多單元陣列等技術，以及如何通過優化泵浦方案、散熱設計來提升器件的輸齣功率。 窄綫寬與單模VECSELs： 在某些應用領域，如光譜測量、精密光學乾涉等，需要極窄綫寬的VECSELs。本章將介紹采用分布式反饋（DFB）結構、外腔濾波等技術來實現窄綫寬和單模輸齣。 高重復頻率與鎖模VECSELs： 飛秒/皮秒超短脈衝激光器在科研和工業領域具有廣泛應用。本章將介紹鎖模技術在VECSELs中的應用，如增益開關鎖模、被動鎖模等，以及如何獲得高重復頻率的超短脈衝輸齣。 不同波長VECSELs： 除瞭近紅外波段，開發可見光、紫外光以及中紅外波段的VECSELs也具有重要意義。本章將討論針對不同波段的材料體係和器件設計。 集成與多功能VECSELs： 將VECSELs與其他光學元件或電子器件集成，可以構建更復雜的光學係統。本章將探討VECSELs與光電器件、光縴、微透鏡等陣列的集成技術，以及如何實現多功能VECSELs。 第五章 VECSELs的應用領域 本章將展示VECSELs在各個領域中的廣泛應用。 激光加工： VECSELs的高功率和優良的光束質量使其在材料加工領域具有巨大潛力，如精密焊接、切割、錶麵改性等。 顯示技術： VECSELs在全息顯示、投影顯示等領域可以提供高亮度、高分辨率的成像光源。 生物醫學： VECSELs在生物成像、光動力療法、顯微鏡等領域可以提供特定波長的相乾光源。 通信與傳感： VECSELs的穩定輸齣和可調諧性使其在光通信、光傳感、激光雷達等領域具有重要應用。 基礎科學研究： VECSELs是精密光譜學、非綫性光學、冷原子物理等基礎科學研究的重要工具。 結論 光泵浦VECSELs作為一種新興的半導體激光技術，憑藉其獨特的優勢，正在不斷拓展其應用領域。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的VECSELs技術指南，從基礎原理到器件設計、製備、錶徵以及前沿應用，希望能為相關領域的研究人員、工程師和學生提供有益的參考。隨著技術的不斷進步，VECSELs必將在未來的科技發展中扮演越來越重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

這次偶然的機會，我看到瞭這本書，不得不說，書名本身就充滿瞭學術氣息和前沿的探索感。盡管我並非該領域的專業研究人員，但“光泵浦”、“垂直外腔麵發射”這些關鍵詞，足以引起我對其中技術原理的好奇。我聯想到，這本書或許是在深入剖析一種特殊的激光器工作機製，一種可能與傳統激光器在結構或工作模式上有著顯著區彆的設計。我很好奇，這種“垂直外腔麵發射”的技術，究竟是為瞭解決哪些現有技術的瓶頸，或者帶來瞭哪些新的性能優勢？是不是在提高效率、降低成本、或者實現更小型化方麵有著突破性的進展？這本書的裝幀設計，那種略顯深邃的藍色配以抽象的光綫圖案，也給我一種專業、嚴謹的科技感，似乎在暗示著書中所蘊含的知識深度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計倒是挺有意思的，封麵選用瞭深邃的藍色，點綴著一些抽象的光綫圖案，給人一種科技感和神秘感兼具的視覺衝擊。書脊的燙金字體清晰醒目，觸感也相當不錯，拿在手裏沉甸甸的，一看就是正規齣版物的質感。我特彆喜歡它紙張的選取，不是那種過於光滑的反光紙，而是帶有細微紋理的啞光紙，閱讀時不會刺眼，而且墨跡的印刷效果也很好，清晰銳利，文字的排版也算得上是賞心悅目，行間距和字號的搭配都比較閤理，即便長時間閱讀也不會覺得疲勞。封底的簡介，雖然我並沒有深入研究書中的具體內容，但僅僅從文字中透露齣的信息來看，它似乎在描繪一個關於激光技術領域前沿探索的故事。那些專業的術語，雖然我有些似懂非懂，但也能感受到其背後蘊含的深厚技術積纍和研究價值。這本書的整體呈現，給我的第一印象是專業、嚴謹，並且在細節上透露齣齣版方的用心。

評分☆☆☆☆☆

當我看到這本書的書名時，腦海裏立刻浮現齣實驗室裏閃爍著微光的儀器，以及科學傢們專注研究的身影。雖然我沒有機會閱讀書中的具體內容，但從“光泵浦”、“垂直外腔麵發射”這些技術術語來看，它似乎是在探討一種高度專業化的激光技術。我猜測，這本書的讀者群可能主要集中在光學、電子工程、材料科學等相關領域的科研人員和學生。我好奇書中是否會詳細介紹這種激光器的工作原理，包括光泵浦的能量注入方式、腔體的結構設計，以及垂直發射的物理機製。是否會涉及到相關的材料選擇、器件製造工藝，以及性能測試和優化方法？對於我這樣一個對科技發展有著濃厚興趣的普通讀者來說，這本書的價值，或許更多地體現在它所代錶的科學探索精神，以及對未來科技可能帶來的影響的某種預示。

評分☆☆☆☆☆

在我最近一次逛書店的時候，偶然瞥見瞭這本書的書名，當時就被“光泵浦”、“垂直外腔麵發射”這些詞匯吸引瞭。雖然我對半導體激光器方麵的知識瞭解不多，但“技術”這兩個字無疑勾起瞭我探索的興趣。它給我的感覺，就像是在揭示一個隱藏在科技光輝背後的精密世界，那些我們日常生活中習以為常的激光應用，背後可能有著如此復雜而精巧的設計。我當時就想象，這本書裏會不會詳細地介紹那種微小的激光芯片是如何被製造齣來的？是不是會講解光是如何被“泵浦”進去，然後又以一種垂直於錶麵的方式發射齣來的？這種垂直發射的方式，聽起來就很有趣，和我們通常理解的激光器似乎有所不同。這本書的封麵設計，以一種沉靜的藍色調為主，中間有流動的光帶，也恰好呼應瞭書名中的“光”和“發射”的概念，視覺上頗具吸引力。

評分☆☆☆☆☆

這本《光泵浦垂直外腔麵發射半導體激光技術》的書名，讓我對其內容産生瞭濃厚的興趣，即使我不是該領域的專傢。它傳遞齣一種高度專業化的信息，仿佛指嚮瞭半導體激光技術的一個細分且前沿的領域。“光泵浦”這個詞，讓我聯想到能量的輸入方式，而“垂直外腔麵發射”則暗示瞭一種特殊的輸齣方式，這與我過去接觸到的某些激光器的工作原理可能有所不同。我腦海中勾勒齣的畫麵是，這本書可能在詳盡地解析這種技術的物理基礎，探索其在理論上的可能性，並且可能還會涉及相關的實驗驗證和工程實現。它給我一種感覺，這本書不僅僅是一本技術手冊，更可能是一份關於創新和突破的記錄，展示瞭科學傢們如何通過精巧的設計，將光能轉化為具有特定指嚮性和特性的激光束。