光子器件物理

出版者:电子工业出版社

作者:庄顺连

页数:536

译者:贾东方

出版时间:2013-1

价格:79.00元

isbn号码:9787121192975

具体描述

庄顺连等编著的《光子器件物理(第2版)》是美国伊利诺伊大学庄顺连教授的著作。全书共15章，主要内容包括：光子器件的理论基础，即量子力学和半导体物理；光传输的电磁场理论、光在各向异性介质中的传输、光波导理论和耦合模理论；半导体中的光学过程、半导体激光器基础和先进半导体激光器；半导体激光器的直接调制、电光调制器、声光调制器和电吸收调制器；光的探测和太阳能电池。全书着重从物理概念上解释了关键光子器件的工作原理、主要结构以及最新的研究进展，不但特别强调了光子器件的理论，给出了严格的理论推导，而且还给出了理论和实验结果的比较。每一章末尾列出了主要参考资料，并附有习题。

《光子器件物理(第2版)》既可作为光学、光电子学、光电集成、光学工程、电子科学与技术、电子工程、物理学和材料学等专业或领域的研究生或高年级本科生的教材，也可以作为相关科技人员的一本非常有用的参考读物。

用户评价

这本书的出版，无疑是我在光子器件领域探索之路上的一个重要里程碑。作为一个对光学技术充满好奇，但物理基础相对薄弱的学习者，我一直在寻找一本能够既深入浅出地讲解核心概念，又能体现前沿科技发展方向的著作。《光子器件物理》这本书，恰恰做到了这一点。作者的叙述风格非常独特，他善于将复杂的物理模型转化为易于理解的语言，并辅以精美且具有启发性的图示。我印象最深刻的是，在讲解半导体激光器的能级跃迁时，作者不仅仅列出了概念，而是通过类比“能量的跳跃”以及“被激发的原子释放光子”这样的生动描述，让我对受激发射这一核心概念有了直观的感受。此外，书中对光子的性质，如其波粒二象性，也进行了非常细致的阐述，并将其与光子的能量、动量等基本属性紧密联系起来，为后续理解光子与物质的相互作用奠定了坚实的理论基础。在介绍各种光子器件时，作者并没有局限于介绍“是什么”，而是深入剖析了“为什么”。例如，在阐述光电探测器的工作原理时，作者不仅仅是简单地描述光电效应，而是详细分析了不同类型探测器的结构，如PIN光电二极管和雪崩光电二极管，并深入探讨了载流子产生、漂移、收集等过程对探测器性能的影响，如响应速度、量子效率和噪声等。作者还特别强调了材料选择对器件性能的重要性，比如在介绍LED的发光颜色时，就详细解释了不同禁带宽度的半导体材料如何决定了其发光的波长。这让我意识到，光子器件的设计是一个多学科交叉的复杂工程，需要对材料科学、量子力学和电磁学都有深刻的理解。这本书最大的价值在于，它将看似遥远和抽象的物理概念，与我们日常生活中那些触手可及的光子器件紧密联系起来，例如手机屏幕、光纤通信、条形码扫描仪等等。通过这些贴近生活的例子，我能够更清晰地认识到光子器件在现代社会中所扮演的关键角色，也进一步激发了我深入学习和研究的动力。这本书的语言风格流畅自然，没有任何生硬的堆砌，每一句话都充满了信息量，让我感觉自己仿佛是在与一位经验丰富的导师进行一对一的交流。

《光子器件物理》这本书，宛如一座桥梁，将我从对光子世界的浅显认知，引向了深邃的理论海洋。我一直对光及其衍生的各种技术，诸如通信、传感、成像等领域，抱有浓厚的兴趣。然而，要真正理解那些驱动这些技术进步的光子器件，需要扎实的物理学基础，这对于非物理专业的我来说，曾是一个难以跨越的障碍。幸运的是，这本书的出现，彻底改变了我的学习体验。作者在内容编排上，展现了极高的专业性和前瞻性。他从基础的光学原理出发，如光的波动性和粒子性，然后逐步深入到半导体物理中的能带理论、pn结等核心概念，并最终将这些理论知识融会贯通，应用于各种光子器件的讲解。我尤其欣赏作者在解释诸如“量子囚禁”和“光子晶体”等前沿概念时，所使用的生动比喻和精美图示。例如，将量子阱比作“电子和空穴被限制在一个很小的空间内”，将光子晶体比作“控制光传播的“人行道””，这些巧妙的比喻，极大地降低了理解的难度，让我能够更直观地掌握那些复杂的物理模型。在阐述各种光子器件时，作者更是将理论深度与工程实践完美结合。例如，在介绍光纤通信系统时，作者详细阐述了光在光纤中传输的原理，包括折射率的分布、全反射的条件，以及光纤的结构设计如何影响信号的传输损耗和色散。对于光电探测器，作者也深入分析了不同探测器（如硅光电二极管、InGaAs光电探测器）的工作机制，以及它们在不同波长范围内的响应特性和灵敏度。我特别喜欢作者在书中对器件性能优化的讨论，例如如何通过改变材料成分、结构设计来提高激光器的效率、降低光电探测器的噪声。这让我认识到，光子器件的设计是一个不断追求极致的科学与艺术的结合。这本书的价值，不仅在于它传授了知识，更在于它培养了我用物理学的视角去分析和解决问题的能力。作者的语言风格严谨而又不失灵动，每一个字句都充满了智慧的闪光，让我感觉自己仿佛置身于一个高层次的学术研讨会，每一次思考都充满了启发。

《光子器件物理》这本书，如同一位技艺精湛的导游，带领我在这片充满魅力的光子世界中畅游。作为一名对科技前沿领域有着强烈求知欲的学习者，我对光子器件的神秘与强大一直深感着迷。然而，要深入理解这些器件背后的物理原理，对我来说，始终是一个不小的挑战。幸运的是，这本书以其独特的视角和深入浅出的讲解方式，让我得以克服这一障碍。作者在内容编排上，展现了极高的专业性和条理性。他从最基础的光的性质，如偏振、衍射，到半导体材料的能带结构、pn结的形成，再到各种光子器件的工作原理，每一个章节的过渡都自然流畅，衔接紧密。我尤其赞赏作者在解释诸如“光致发光”和“电致发光”等核心概念时，所采用的生动比喻和清晰的示意图。例如，将电子-空穴对的复合比作“能量的释放”，将pn结的比作“一种控制电子和空穴流动的阀门”，这些形象的描述，极大地帮助我理解了那些抽象的物理过程。在讲解各种光子器件时，作者更是将理论深度与工程实际完美地结合在一起。例如，在介绍LED时，作者不仅详细阐述了其发光原理，还深入分析了不同材料体系（如GaN、GaAs）对发光颜色、效率的影响，并讨论了器件的封装和驱动电路设计。对于光纤传感器，作者则深入讲解了光在光纤中传输过程中，如何受到外界物理量的影响，从而改变其光信号的特性，并阐述了如何通过解调技术来提取这些信息。我特别喜欢作者在书中对材料选择的强调，例如不同材料的光学性能、热学性能和机械性能如何共同决定了器件的整体表现。这让我深刻认识到，光子器件的设计是一个综合性的系统工程，需要对多种因素进行权衡。这本书最让我欣喜的是，它不仅解答了我心中长久存在的疑问，更激发了我对光子技术未来发展的无限遐想。作者的语言风格严谨而又充满活力，每一页都充满了作者的思考和洞见，让我感觉自己仿佛在与一位智慧的长者对话，每一次交流都收获满满。

《光子器件物理》这本书，对我来说，不只是一本教科书，更是一次思维的启蒙。我一直对光，这个宇宙中最神秘又最普遍的现象，以及与之相关的各种高科技器件，充满着无尽的好奇。然而，我深知要理解这些器件的运作原理，必须跨越物理学这道门槛。庆幸的是，这本书以其独特的方式，帮助我完成了这一跨越。作者在内容的组织上，展现了非凡的功力。他从最基础的光学现象讲起，如光的干涉、衍射，然后逐步深入到量子力学和半导体物理的核心概念，最后将这些理论知识融会贯通，应用于各种光子器件的讲解。我尤其欣赏作者在阐述光与物质相互作用时，所展现出的清晰逻辑和严谨的表述。例如，在讲解光子在半导体中的吸收和发射过程时，作者不仅详细描述了电子在不同能级之间的跃迁，还通过图示清晰地展示了能量的传递和转换。对于各种光子器件，作者的处理方式更是可圈可点。他没有停留在表面的功能介绍，而是深入挖掘了器件的“灵魂”——即其内在的物理机制。例如，在介绍激光器时，作者不仅解释了受激发射这一关键概念，还详细分析了谐振腔的设计对激光输出特性的影响，以及不同增益介质的特性是如何决定激光器的波长和功率。在讲解光电器件时，作者更是将半导体物理的知识巧妙地融入其中，详细阐述了pn结的形成、载流子的产生、漂移和复合等过程，以及这些过程如何影响器件的性能，如响应速度、灵敏度和噪声等。我特别喜欢作者在书中对材料学的考量，例如不同材料的光学特性和电学特性如何影响器件的设计和性能。这让我认识到，光子器件的设计是一个多学科交叉的复杂工程。这本书最让我受益匪浅的一点是，它教会了我如何运用物理学的思维去解决工程问题，如何将抽象的理论转化为可行的方案。作者的语言流畅自然，充满了智慧的光芒，让我感觉自己仿佛在与一位循循善诱的导师对话，每一次阅读都充满了惊喜和收获。

这本书真是让我大开眼界！作为一名初入光子器件领域的研究者，我一直对这个交叉学科感到既着迷又有些畏惧，因为它融合了物理学的深奥理论和工程学的实用技术。我曾尝试阅读一些更为专业的教材，但往往因为数学推导过于复杂或者概念抽象而难以深入。然而，《光子器件物理》这本书却以一种极其平易近人的方式，将我带入了光子世界的奇妙之旅。作者的叙述逻辑非常清晰，循序渐进地从最基础的光学原理讲起，逐步过渡到光与物质相互作用的宏观现象，再深入到微观层面解释半导体材料的光学特性。我尤其喜欢作者在解释诸如折射、衍射、干涉等基本光学现象时，所引用的那些生动形象的类比，比如用涟漪来比喻光的波动性，用小球的碰撞来比喻光子的粒子性。这些恰到好处的比喻，极大地降低了理解门槛，让我这个物理学背景稍显薄弱的读者也能够游刃有余地掌握核心概念。更令我印象深刻的是，本书在介绍各种光子器件时，并非简单罗列，而是深入剖析了其背后的物理原理。例如，在讲解激光器时，作者不仅详细阐述了受激发射、粒子数反转等关键概念，还清晰地描绘了谐振腔的形成机制以及光束的产生过程。对于LED的介绍，也详尽地解释了pn结的形成、载流子注入以及辐射复合的过程，甚至还讨论了不同材料体系的发光效率和光谱特性。这使得我对这些“高科技”的器件有了一种“知其然，更知其所以然”的深刻理解。我曾以为我对光学已经有了基本的认识，但通过阅读《光子器件物理》，我才意识到，光学不仅仅是关于光的传播和成像，它更是一种对物质能量转换和信息载体进行深刻理解的工具。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种思维的启迪，它让我学会了如何用物理学的视角去分析和解决工程问题，如何将抽象的物理理论转化为具体的器件设计。这本书的排版也很舒适，大量的插图和图表，有效地辅助了文本的理解，使得整个阅读过程变得轻松而愉快。我可以毫不夸张地说，这本书是我近期阅读过的最成功的一本科技读物，它不仅满足了我对光子器件的好奇心，更激发了我进一步深入研究的兴趣，我迫不及待地想要去探索更多与光相关的迷人世界。

拿到《光子器件物理》这本书，我第一反应是它的厚重感，仿佛承载着整个光子世界的智慧。我一直以来对光与物质的相互作用就有着浓厚的兴趣，尤其是在现代科技日新月异的今天，光子器件更是扮演着越来越重要的角色，从通信到传感，从医疗到能源，无处不体现着它的强大力量。然而，要真正理解这些器件的运作原理，需要扎实的物理学基础，这对于我这样的非物理专业背景的读者来说，一直是个挑战。这本书的出现，恰恰填补了这一空白。作者在内容的选择上非常考究，既没有回避那些相对复杂的物理概念，也没有刻意去简化，而是通过精妙的阐释，将抽象的理论变得生动具体。我尤其赞赏作者在讲述半导体物理与光相互作用时，那种层层递进的讲解方式。从能带理论的基础，到载流子在半导体中的运动，再到光子激发和辐射复合的过程，每一个环节都环环相扣，逻辑严谨。作者并没有直接跳到器件的讨论，而是先花大量篇幅解释了构成器件的“原材料”——半导体材料的光学和电学特性，这为后续内容的理解打下了坚实的基础。例如，在讲解肖特基二极管的光电效应时，作者不仅详细描述了电场在内部的分布，还清晰地解释了光子如何激发电子-空穴对，以及这些载流子如何在电场作用下被分离和收集，最终形成光电流。这种深入浅出的讲解，让我对光电转换的物理过程有了前所未有的清晰认知。这本书的另一个亮点在于，它将基础物理原理与实际器件的结合做得非常出色。作者在介绍不同的光子器件时，总是会追溯到其根本的物理机制，并以此来解释器件的性能和局限性。例如，在谈论光纤通信中的光调制器时，作者会详细讨论电光效应的物理原理，以及如何利用电场改变材料的折射率，进而调制光信号的相位或幅度。这种“从原理到应用”的思路，让我能够更深刻地理解不同器件的设计理念和技术创新。我特别欣赏作者在书中加入的大量实验数据和仿真结果，这使得理论的阐述更加具有说服力，也让我能够直观地感受到物理理论的实践价值。这本书不仅仅是一本技术手册，它更像是一本通往光子世界大门的钥匙，让我得以窥探到那些驱动现代科技进步的底层逻辑。

《光子器件物理》这本书，对我而言，不亚于一次精神的洗礼。作为一名对新兴技术充满热情，却又被其背后复杂物理原理所困扰的读者，我一直在寻找一本能够将抽象理论与实际应用完美结合的书籍。这本书的出现，正是解答了我长久以来的困惑。作者在内容编排上展现了极高的专业素养和教学技巧。他从最基础的光学概念入手，比如光的传播、反射、折射等，然后循序渐进地引入更复杂的物理模型，如电磁波理论、量子力学基础以及半导体物理。我特别赞赏作者在解释诸如“能带理论”和“pn结”这些核心半导体物理概念时，所采用的类比和图示。例如，将能带比作“电子可以存在的能量阶梯”，将pn结的比作“一种特殊的电势屏障”，这些形象的描述，极大地降低了理解门槛，让我这个非物理专业背景的读者也能轻松把握。在阐述光子器件时，作者更是展现了其炉火纯青的功力。他不仅仅是简单地介绍各种器件的结构和功能，更是深入剖析了其背后的物理机制。例如，在讲解LED的发光原理时，作者详细阐述了电子-空穴对的复合过程，以及不同半导体材料的禁带宽度如何决定了发光的颜色。在介绍光电探测器时，作者不仅解释了光生载流子的产生和收集过程，还深入分析了不同探测器类型（如PIN二极管、APD）的优缺点以及它们在不同应用场景下的适用性。我印象尤为深刻的是，作者在讨论光通信中的调制器时，详细解释了电光效应和电致伸缩效应，以及如何利用这些效应来改变光的相位或幅度，从而实现信息的高速传输。这种将基础物理原理与实际应用紧密联系起来的叙述方式，让我深刻地认识到，每一个光子器件的背后，都蕴含着深刻的物理学原理和精巧的设计。这本书的另一个优点是其前瞻性。它不仅仅关注现有的技术，还对未来光子器件的发展趋势进行了展望，这让我看到了这个领域的巨大潜力和光明前景。这本书的语言风格严谨而又不失生动，每一页都充满了作者的匠心独运，让我感觉自己仿佛在与一位睿智的导师进行一场深入的对话，受益匪浅。

这本书如同一扇窗户，让我得以窥见光子世界那波澜壮阔的景象。长期以来，我对光学，特别是光子器件的原理一直充满好奇，但受限于自身的知识背景，总感觉隔着一层难以逾越的屏障。直到我翻开《光子器件物理》，这种隔阂感才逐渐消散。《光子器件物理》的作者在组织内容方面做得非常出色，他以一种非常系统化的方式，从最基础的光学概念出发，逐步深入到复杂的半导体物理和量子光学原理。我尤其喜欢作者在介绍光的基本性质时，那种严谨又不失趣味性的表达。比如，在阐述光的波粒二象性时，作者不仅引用了经典的双缝干涉实验和光电效应实验，还用生动的比喻来帮助理解，比如将光子比作“微小的能量包”，而光的传播则像“水波一样扩散”。这些细节的描绘，让我能够更容易地把握那些抽象的物理概念。在讲解光与物质的相互作用时，本书更是将物理学理论与实际器件紧密结合。例如，在介绍激光器时，作者不仅详细解释了受激发射、粒子数反转等关键原理，还深入分析了谐振腔的设计以及不同增益介质的特性，从而解释了不同类型激光器为何具有不同的性能。对于光电探测器，作者也详细阐述了光子如何被吸收、如何产生载流子、以及载流子如何被收集并转化为电信号的过程，并且还分析了不同探测器的响应速度、灵敏度和噪声等关键参数。这些深入的分析，让我不仅了解了器件的“功能”，更理解了其“内在逻辑”。本书最大的亮点之一在于，它能够清晰地展示出基础物理原理如何支撑着各种先进的光子器件。例如，作者在讨论光纤通信时，会追溯到光的折射和全反射原理，并解释了这些原理如何使得光信号能够在光纤中长距离传输。这种从基础到应用的连接，极大地增强了我学习的信心和动力。阅读这本书的过程，我感觉自己仿佛置身于一个精心设计的物理实验室，每一个理论都经过实验的验证，每一个器件都饱含着物理学的智慧。这本书的语言简洁明了，但信息量却极为丰富，它不仅解答了我长久以来的疑惑，更激发了我对光子领域更深层次的探索欲望。

《光子器件物理》这本书，对我而言，是一次关于光与物质奥秘的深度探索之旅。我一直对光子器件在现代科技中的作用深感着迷，它们不仅是信息传递的基石，更是未来科技发展的关键驱动力。然而，要真正理解这些器件的工作原理，就需要涉足物理学的深层领域，这对我来说，曾是一个令人望而却步的挑战。幸运的是，这本书以其卓越的洞察力和清晰的讲解，帮助我克服了这一困难。作者在内容组织上，展现了非凡的功力。他从最基础的光学现象出发，如光的反射、折射，逐步深入到量子力学和半导体物理的核心概念，最后将这些理论知识巧妙地应用于各种光子器件的分析。我特别欣赏作者在解释诸如“光子在半导体中的能量吸收”和“载流子在电场作用下的漂移”等物理过程时，所使用的精准语言和精美图示。例如，将光子的能量比作“触发电子从一个能级跳跃到另一个能级所需的“钥匙””，将半导体中的电场比作“驱动电子和空穴加速前进的“推力””，这些形象的比喻，让我能够更深刻地理解那些抽象的物理概念。在阐述各种光子器件时，作者更是将基础理论与实际应用完美地结合。例如，在介绍激光二极管时，作者不仅详细阐述了其产生激光的原理，还深入分析了注入电流、光学腔设计等关键因素对激光输出功率、波长稳定性和阈值电流的影响。对于光电探测器，作者也详细讲解了光生载流子的产生、分离和收集机制，以及不同探测器类型（如PIN光电二极管、雪崩光电二极管）的结构特点和性能指标，如响应速度、噪声系数和量子效率。我特别喜欢作者在书中对材料选择的讨论，例如不同半导体材料的带隙能量、载流子迁移率和光学吸收系数如何共同决定了器件的性能。这让我深刻认识到，光子器件的设计是一个多学科交叉的复杂工程，需要对材料科学、量子力学和电磁学都有深刻的理解。这本书最让我受益的一点是，它培养了我运用物理学原理来分析和解决工程问题的能力。作者的语言风格严谨而又不失生动，每一页都充满了作者的智慧和经验，让我感觉自己仿佛在与一位资深的研究者进行思想的碰撞，每一次阅读都带来了新的感悟。

《光子器件物理》这本书，对我来说，绝对是一次对光子世界认知的重塑。我一直对光学技术，尤其是那些能够直接影响我们生活方方面面的光子器件，如激光、LED、光纤通信等等，充满好奇。然而，深入了解这些器件背后的物理原理，对我这个物理基础相对薄弱的读者来说，一直是一个不小的挑战。这本书的出现，恰恰为我打开了一扇通往这个迷人世界的大门。作者在组织内容方面，展现了卓越的才能。他采取了一种非常系统化的方法，从基础的光的性质，如波粒二象性、光的传播，到更复杂的半导体物理，再到最终的光子器件，每一步都衔接得天衣无缝。我特别喜欢作者在解释诸如“光子”、“能级跃迁”、“pn结”这些核心概念时，所使用的通俗易懂的语言和生动形象的比喻。例如，在讲解光的粒子性时，作者将光子比作“微小的能量子弹”，而在解释能级跃迁时，则用“电子从高处跌落并释放能量”来比喻。这些巧妙的类比，极大地降低了理解的难度，让我能够更轻松地掌握那些抽象的物理概念。在讲解光子器件时，这本书更是将理论与实践完美结合。例如，在介绍激光器时，作者不仅详细阐述了受激发射、阈值条件等关键原理，还分析了不同类型的激光器（如半导体激光器、光纤激光器）的结构和工作特点，以及它们在实际应用中的优势。对于光电探测器，作者则深入分析了光信号转换为电信号的过程，以及不同探测器（如光电二极管、光电倍增管）的工作原理和性能指标，例如响应时间、量子效率等。我特别欣赏作者在书中对材料选择的强调，例如不同半导体材料的禁带宽度如何决定了LED的发光颜色，以及不同掺杂浓度如何影响pn结的特性。这些细节的分析，让我对光子器件的设计和优化有了更深刻的理解。这本书的另一大特色是，它不仅讲解了“是什么”，更深入地解释了“为什么”。它教会了我如何从物理学的角度去思考和分析问题，如何将抽象的理论转化为具体的工程设计。阅读这本书的过程，我感觉自己仿佛在与一位经验丰富的导师进行一对一的交流，每一个问题都能得到清晰的解答，每一个知识点都得到了深入的阐释。

光子 量子物理 是我将要进攻的领域。

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