Semiconductor Lasers pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer-Verlag New York Inc

作者:Ohtsubo, Junji

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:

价格:$ 145.77

装帧:HRD

isbn号码:9783540236757

丛书系列:

图书标签:

半导体激光器
激光物理
光电子学
半导体器件
光通信
集成光学
激光技术
材料科学
量子电子学
光学工程

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具体描述

This monograph describes fascinating recent progress in the field of chaos, stability, and instability of semiconductor lasers. Applications and future prospects are discussed in detail. The book emphasizes the various dynamics induced in semiconductor lasers by optical and electronic feedback, optical injection, and injection current modulation. Recent results of both theoretical and experimental investigations are presented. Demonstrating applications of semiconductor laser chaos, control, and noise, Semiconductor Lasers describes suppression and chaotic secure communications. For those who are interested in optics but not familiar with nonlinear systems, a brief introduction to chaos analysis is presented.

好的，这是一份关于《Semiconductor Lasers》一书的详细简介，其中不包含该书的任何内容，但力求描述得深入且专业，旨在为读者勾勒出一本与半导体激光器无关的书籍的可能面貌。 --- 《量子力学导论：从基础到前沿应用》一、书籍概览与定位本书《量子力学导论：从基础到前沿应用》旨在为物理学、化学、材料科学以及相关工程领域的本科高年级学生和研究生提供一个全面、深入且富有洞察力的量子力学学习框架。本书的编写哲学侧重于概念的清晰阐述与物理图像的建立，而非单纯的数学推导技巧训练。我们力求弥合经典物理直觉与量子世界奇异性之间的鸿沟，通过精选的物理实例，引导读者逐步掌握描述微观粒子行为的核心原理与数学工具。本书的结构设计精巧，从最基本的物理背景和历史发展入手，逐步过渡到薛定谔方程的严谨推导与求解，随后深入探讨角动量理论、微扰论、散射理论等关键领域，最终落脚于现代物理中的复杂应用场景，如凝聚态物理中的能带结构、原子分子光谱的精细结构分析等。二、内容深度剖析与章节结构全书共分为四个主要部分，共计十五章，确保内容的逻辑递进性与学术严谨性。第一部分：量子力学的基本概念与数学基础 (第1-4章) 本部分为全书的基石，重点在于建立现代量子力学的数学语言和物理直觉。第1章：物理学的范式转变本章回顾了20世纪初物理学所面临的危机，从黑体辐射的普朗克假设，到光电效应中光量子（光子）的概念，再到玻尔模型对原子稳定性的初步解释。重点讨论了波粒二象性这一核心概念的实验证据（如德布罗意波），为后续的波函数描述做好铺垫。第2章：波函数与薛定谔方程本章系统介绍了波函数的概率诠释（Born准则）及其物理意义。核心内容是对含时和不含时的薛定谔方程进行详尽的推导与形式化，并阐述其作为基本动力学方程的地位。我们着重分析了定态薛定谔方程在求解束缚态问题中的普适性。第3章：算符、本征值与测量本章深入探讨了量子力学中的代数结构。引入了线性算符、厄米算符的概念，并严格证明了物理可观测量对应于厄米算符，其本征值对应于测量结果的可能值。重点讲解了著名的对易关系，并引出海森堡不确定性原理的严格数学表达。第4章：一维势阱中的应用本章通过一系列经典的“玩具模型”来巩固前述概念：无限深势阱、有限深势阱、一维谐振子（利用升降算符方法进行求解，强调其优越性）以及势垒透射问题（WKB近似的引入）。本章强调了量子隧穿效应的物理图像。第二部分：系统的精确解与角动量理论 (第5-7章) 此部分将理论框架扩展到三维空间，并引入描述系统旋转性质的核心工具——角动量。第5章：三维定态问题与中心势场本章将薛定谔方程推广到三维，并专注于求解中心对称势场问题（如库仑势场）。本章详细解析了球谐函数作为角动量本征函数的性质，并引入了球面坐标下的分离变量法。第6章：角动量代数与性质角动量理论是量子力学的支柱之一。本章深入探讨了轨道角动量的生成关系、对易子以及总角动量$mathbf{J}^2$和$J_z$的本征态。重点讲解了李代数的结构及其在量子力学中的重要性。第7章：自旋与全角动量引入了内在的量子属性——自旋角动量（Spin），如电子的$frac{1}{2}$自旋的实验基础（斯特恩-格拉赫实验）。本章详细讨论了泡利矩阵，并阐述了如何将轨道角动量和自旋角动量进行耦合（Clebsch-Gordan系数的初步介绍）。第三部分：近似方法与动力学描述 (第8-11章) 现实中的许多量子问题无法精确求解，本部分专注于介绍处理复杂系统的强大近似工具。第8章：时无关微扰论对系统微小、但非零的外部扰动进行处理。本章详细推导了一阶和二阶的能量修正公式，以及高阶的态矢修正公式。以简并微扰论处理了某些对称性下的能级分裂问题。第9章：变分原理与瑞利-里茨法当系统哈密顿量难以处理时，变分法提供了一种估计基态能量的有效手段。本章详细介绍了变分法的基本思想和应用技巧，例如计算氦原子基态能级的上限。第10章：散射理论本章从动力学的角度处理粒子相互作用问题。详细介绍了费希特定理、散射截面（微分和总截面）的物理意义。核心内容包括波恩近似（Born Approximation）的推导及其适用范围，以及相移分析法（Phase Shift Analysis）。第11章：时变微扰论与跃迁概率本章处理系统随时间演化的动力学问题。重点阐述了产生和湮灭算符在跃迁理论中的应用，并严格推导了费米黄金定则（Fermi’s Golden Rule），用以计算系统在连续能级间跃迁的速率，这是理解辐射过程的基础。第四部分：全同粒子、相对论效应与现代应用 (第12-15章) 最后一部分将理论提升到粒子物理和凝聚态物理的语境中，讨论了量子统计和更深层次的结构。第12章：全同粒子与统计力学本章讨论了费米子和玻色子系统的独特性质。严格区分了玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计，并解释了泡利不相容原理的本质。第13章：近似的量子统计应用本章将统计理论应用于实际物理系统，如处理理想费米气体（如金属中的电子气模型，重点分析费米能级和零温下的内能），以及处理理想玻色气体（如液氦的超流体现象的量子起源）。第14章：微扰论在原子结构中的应用：精细结构与兰姆位移本章深入原子物理前沿，应用微扰论分析了狄拉克方程的非相对论极限。重点讲解了自旋-轨道耦合导致的能级分裂（精细结构），以及量子电动力学（QED）的初步效应——兰姆位移的定性解释。第15章：量子信息与计算的初步概念作为对未来科技的展望，本章简要介绍了量子信息领域的基本元素：量子比特（Qubit）、量子叠加态的利用，以及简单的量子逻辑门（如Hadamard门、CNOT门）的数学描述。本章强调量子叠加与纠缠是超越经典计算的核心资源。三、本书的特色与优势 1. 概念驱动的叙事方式：本书在推导数学公式之前，总是首先建立清晰的物理图像和动机，避免了公式的堆砌。 2. 丰富的插图与模型：包含大量高质量的势能图、能级图和概率密度分布图，帮助读者直观理解抽象概念。 3. 精选的习题设置：每章末尾的习题分为三类：概念回顾题、中等难度计算题以及面向研究的挑战性问题，覆盖了从基础巩固到前沿探索的各个层面。 4. 对物理图像的强调：我们在处理角动量耦合、隧穿效应和散射过程时，花费大量篇幅解释这些现象在宏观世界中对应什么样的直觉，从而实现从经典到量子的平滑过渡。《量子力学导论：从基础到前沿应用》是一本旨在培养读者独立思考能力和扎实数学基础的综合性教材，它将引导读者进入现代物理学的核心殿堂。