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微納米光子器件與集成系統設計和製造

  • 作者：夏金安|責編:許健
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030738110
  • 出版日期：2023/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：183
人民幣：RMB 100 元      售價：元
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內容大鋼
    微納光子器件是光子集成系統的核心元件，應用於通信和電腦系統，可降低系統的功率消耗、減少信號串擾、改善系統的安全性。本書主要介紹了集成光子系統中的硅基混合集成激光器、硅激光器、集成鎖模激光器、光放大器、微環諧振腔光開關器件的結構與運行原理；對部分器件的製作工藝作了介紹；引入了新近報道的光子集成硅基激光器和光放大器，如硅、銦鎵砷磷混合激光器、拉曼激光器、單塊量子點激光器和硅基混合放大器、拉曼放大器和高增益布里淵光放大器的結構、原理；介紹了多種微型光網路和晶元光網路的結構、原理、設計方法和技術；對掩模版設計作了簡要介紹；介紹了量子級聯激光器（含超短脈衝量子級聯激光器）的結構、工作原理和特性，太赫茲量子級聯激光器、放大器的系統結構和工作原理；還介紹了量子點激光器、半導體量子點單光子源和糾纏雙光子源的結構、工作原理以及特性參數測試技術。
    本書可作為光電信息科學與工程和相近專業高年級本科生以及光學工程專業研究生的教材，也可作為光電信息工程、光電子技術領域工程技術和研究人員的參考用書。
作者介紹
夏金安|責編:許健
目錄
第1章  概述
  1.1  光子集成
  1.2  光子集成器件
  1.3  本書概要
  參考文獻
第2章  硅基集成激光器
  2.1  硅基混合集成激光器製作工藝
  2.2  硅基混合集成波導間耦合結構
  2.3  典型的硅基混合集成激光器
    2.3.1  DFB單模激光器
    2.3.2  垂直腔表面發射激光器
    2.3.3  微環激光器
    2.3.4  陣列波導光柵激光器
    2.3.5  硅基摻稀土混合集成激光器
    2.3.6  硅表面直接生長的激光器
    2.3.7  集成激光器物理方程
  2.4  硅基拉曼激光器
    2.4.1  硅基拉曼激光器結構
    2.4.2  硅基拉曼激光器有害因素
    2.4.3  拉曼激光運行控制方程
  2.5  小結
  參考文獻
第3章  集成超短脈衝激光器
  3.1  硅基鎖模激光器
  3.2  集成鎖模激光器物理方程模型
    3.2.1  激光器波導中電場傳輸方程
    3.2.2  光放大速率方程
    3.2.3  可飽和吸收器動態方程
  3.3  鎖模激光器脈衝壓縮
  3.4  小結
  參考文獻
第4章  硅基集成光放大器
  4.1  硅基混合集成光放大器
    4.1.1  法布里珀羅型光放大器物理方程
    4.1.2  行波放大物理方程
    4.1.3  硅基集成光放大器實例
  4.2  硅拉曼放大器
  4.3  硅布里淵光放大器
  4.4  小結
  參考文獻
第5章  微環諧振腔光開關器件
  5.1  微環諧振腔光開關基本器件
  5.2  微環諧振腔波長調諧技術
    5.2.1  電光調控微環諧振腔光開關
    5.2.2  微環諧振腔熱光調控光開關
    5.2.3  光控微環諧振腔開關
  5.3  微環諧振腔光開關性能比較
    5.3.1  電光調控微環諧振腔開關性能
    5.3.2  熱光調控微環諧振腔光開關性能
    5.3.3  光控微環諧振腔開關性能

  5.4  小結
  參考文獻
第6章  高階微環諧振腔器件設計
  6.1  高階微環諧振腔光開關和傳輸矩陣模型
  6.2  高階微環諧振腔光開關的物理特性
    6.2.1  微環數對高階微環諧振腔光開關物理特性影響
    6.2.2  耦合係數對高階微環諧振腔器件的物理特性影響
    6.2.3  微環尺寸對高階微環諧振腔開關光譜響應特性影響
  6.3  高階微環諧振腔波長選擇光開關
  6.4  多級高階微環諧振腔器件
    6.4.1  多級高階微環諧振腔器件結構
    6.4.2  串級微環諧振腔器件傳輸矩陣演算法改進
    6.4.3  多級高階微環諧振腔開關的光譜響應特性
  6.5  帶寬可變微環諧振腔波長選擇開關
    6.5.1  帶寬可變微環諧振腔波長選擇開關結構設計
    6.5.2  可重構分插復用結構
  6.6  多埠微環諧振腔波長選擇開關
    6.6.1  複雜微環諧振腔波長選擇開關設計
    6.6.2  多埠微環諧振腔波長選擇開關結構
  6.7  小結
  參考文獻
第7章  硅基光探測器和收發機
  7.1  光探測器的工作特性
  7.2  波導耦合Ge-on-Si雪崩光電二極體
  7.3  Si/Ge/Si p-i-n光電二極體
  7.4  硅基微環諧振腔光探測器
  7.5  硅基集成光收發機
    7.5.1  硅基微環諧振腔光收發機
    7.5.2  硅基混合集成光收發機
  7.6  小結
  參考文獻
第8章  片上光網路
  8.1  片上光網路
    8.1.1  基於光波導匯流排的片上光網路
    8.1.2  基於微環諧振腔器件的集成光網路
    8.1.3  基於微環諧振腔器件和陣列波導光柵路由器的集成光網路
  8.2  片上光網路設計
  8.3  小結
  參考文獻
第9章  光波導
  9.1  集成光波導結構
  9.2  光波導傳輸模式
    9.2.1  平面形波導的低階模和模式截止條件
    9.2.2  條形波導模式
  9.3  光波導製作技術
    9.3.1  平面波導
    9.3.2  條形光波導
  9.4  光波導測試
  9.5  小結
  參考文獻

第10章  光刻掩模版設計簡介
  10.1  光刻掩模版的製作
  10.2  光刻機曝光方式
    10.2.1  透射式曝光
    10.2.2  反射式曝光
  10.3  光刻對準原理
    10.3.1  單面光刻對準
    10.3.2  雙面光刻對準
    10.3.3  套准精度
  10.4  光刻掩模版設計對準標記
    10.4.1  光刻掩模版定位標記圖案和要求
    10.4.2  光刻掩模版對準檢測圖案
    10.4.3  掩模版的設計原則
    10.4.4  對準標記設計實例
  10.5  光刻掩模版的光學增強技術
    10.5.1  相移掩模技術
    10.5.2  光學臨近修正
    10.5.3  光學臨近修正方法
  10.6  曝光系統的解析度
  10.7  焦深
  10.8  小結
  參考文獻
第11章  量子級聯激光器
  11.1  量子級聯激光器能帶結構
  11.2  量子級聯激光器材料及其對激光器性能的影響
  11.3  激光諧振腔結構
    11.3.1  法布里珀羅腔
    11.3.2  分佈反饋光柵諧振腔
    11.3.3  外腔結構
  11.4  量子級聯激光器的特性
    11.4.1  脈衝輸出量子級聯激光器
    11.4.2  連續輸出量子級聯激光器
  11.5  波長調諧技術
  11.6  光子集成
    11.6.1  單片集成
    11.6.2  異質鍵合集成
    11.6.3  混合外腔集成
  11.7  太赫茲量子級聯激光器
    11.7.1  太赫茲量子級聯激光器波導結構及輸出光束質量控制
    11.7.2  提升太赫茲量子級聯激光器運行溫度
  11.8  超短脈衝量子級聯激光器
    11.8.1  中紅外超短脈衝量子級聯激光器
    11.8.2  超短脈衝太赫茲量子級聯激光器
    11.8.3  單周期太赫茲脈衝產生
  11.9  太赫茲輻射量子級聯放大器
  11.10  小結
  參考文獻
第12章  半導體量子點激光器和量子光源
  12.1  量子點激光器中量子點能級結構
  12.2  半導體量子點激光器材料和製備技術

  12.3  半導體量子點激光器結構
    12.3.1  法布里珀羅諧振腔量子點激光器
    12.3.2  分佈反饋量子點激光器
    12.3.3  垂直腔表面發射半導體量子點激光器
    12.3.4  微環和微盤半導體量子點激光器
  12.4  半導體量子點激光器的特性
    12.4.1  側向發射半導體量子點激光器
    12.4.2  垂直腔表面發射半導體量子點激光器
    12.4.3  半導體量子點激光器優缺點
  12.5  硅基集成
    12.5.1  硅基混合集成
    12.5.2  硅基直接集成
  12.6  鎖模半導體量子點激光器
    12.6.1  量子點材料和鎖模量子點激光器結構
    12.6.2  減小鎖模量子點激光器脈衝寬度和提高功率技術
    12.6.3  雜訊特性
  12.7  半導體量子光源
    12.7.1  半導體量子光源應用
    12.7.2  半導體量子點單光子源
    12.7.3  半導體量子點糾纏雙光子源
    12.7.4  半導體量子光源特性參數
  12.8  小結
  參考文獻

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