半導體光放大器及其應用（簡體書）

　半導體光放大器是一種處於粒子數反轉條件下的半導體增益介質對外來光子產生受激輻射放大的光電子器件，和半導體激光器一樣，是一種小體積、高效率、低功耗和具有與其他光電子器件集成能力的器件。儘管摻鉺光纖放大器（EDFA）後來居上，在光纖通信中獲得應用，但半導體光放大器在光纖通信網絡中應用前景仍不容置疑。

黃德修等編著的這本《半導體光放大器及其應用》共分9章，前4章介紹半導體光放大器的原理、器件結構、性能參數和可能產生的應用。第5章介紹半導體光放大器增益介質的不斷改進和相應的性能改善，特別介紹低微量子材料的性能對半導體光放大器性能提高的影響。第6～8章分別闡述半導體光放大器在全光信號處理的幾個不同方面的應用研究結果。第9章介紹半導體光放大器作為一個重要器件參與光電子集成的關鍵技術。

《半導體光放大器及其應用》可供從事半導體光放大器研究和應用的研究生或工程技術人員參考。

序一

序二

前言

第1章 緒論

1.1 半導體光放大器概述

1.1.1 半導體光放大器的出現和發展

1.1.2 光纖通信的需求拉動了半導體光放大器的發展

1.1.3 半導體光放大器受到光纖放大器的嚴重挑戰

1.2 半導體光放大器的發展機遇

1.3 半導體光放大器在光信號處理方面的應用

參考文獻

第2章 半導體光放大器的基本原理

2.1 引言

2.2 半導體物理基礎概要

2.3 光子態密度

2.4 半導體增益介質粒子數反轉條件與增益係數

參考文獻

第3章 半導體光放大器的性能

3.1 引言

3.2 半導體光放大器的增益特性

3.3 半導體光放大器的噪聲特性

3.4 半導體光放大器的增益動力學

參考文獻

第4章 半導體光放大器主要製造工藝

4.1 概述

4.2 減少芯片端面剩餘反射的影響

4.3 半導體光放大器與光纖的耦合與封裝

參考文獻

第5章 基於低維量子結構和應變效應的半導體光放大器

5.1 低維量子結構

5.1.1 超品格、量子阱、量子線和量子點的概念

5.1.2 超品格、量子阱、量子線和量子點的製作

5.1.3 量子短線

5.2 應變效應

5.2.1 壓應變、張應變

5.2.2 應變對能帶結構和增益偏振相關性的影響

5.3 增益偏振無關的SOA

5.3.1 增益偏振無關的應變量子阱及超品格SOA

5.3.2 增益偏振無關的張應變體材料SOA

5.4 量子點SOA

5.4.1 QD SOA的特點

5.4.2 1.3μm和1.5μm的QD SOA

5.5 量子短線SOA

5.6 寬增益譜的QW SOA

5.7 寬增益譜的QD SOA

參考文獻

第6章 SOA中非線.陸效應及理論分析模型

6.1 SOA中的基本方程

6.1.1 基本傳輸方程

6.1.2 載流子速率方程

6.1.3 非線性極化過程理論描述

6.2 SOA中的非線性效應

6.2.1 常用三種非線性效應過程

6.2.2 超快非線性效應過程

6.3 SOA的小信號分析解析模型

6.3.1 Davies的小信號分析模型

6.3.2 Mecozzi的模型

6.3.3 Marcenac的模型

6.4 SOA非線性應用理論分析模型及數值求解

6.4.1 常用SOA應用的理論模型

6.4.2 考慮端面反射和寬帶ASE譜的SOA動態和靜態分析模型求解

6.5 SOA載流子恢復特性改善

6.5.1 常規載流子恢復加速方案

6.5.2 端面反射率對SOA動態特性的影響

參考文獻

第7章 基於SOA的全光波長轉換

7.1 概述

7.2 交叉增益調製型全光波長轉換器

7.3 交叉相位調製型全光波長轉換器

7.4 FWM型全光波長轉換器

7.5 瞬態交叉相位調製型全光波長轉換器

7.5.1 增益恢復加快機理

7.5.2 同相和反相波長轉換的理論分析

7.5.3 40Gbit/s同相和反相波長轉換器的實驗研究

7.6 全光波長轉換器中濾波過程的優化

7.6.1 優化模型

7.6.2 實驗驗證

參考文獻

第8章 SOA及波長轉換器的典型應用

8.1 基於SOA的全光邏輯門

8.1.1 基於XGM效應的全光邏輯門

8.1.2 基於XPM效應的全光邏輯門

8.1.3 基於SOA中T-XPM效應及FWM效應的多功能全光邏輯門

8.1.4 基於T-XPM效應的全光加法器

8.1.5 基於延時干涉儀和SOA的全光最小項

8.2 基於SOA的全光碼型轉換

8.2.1 基於XPM效應實現NRZ到RZ的碼型轉換

8.2.2 基於SPM效應實現NRz到PRZ的碼型轉換和脈衝整形

8.2.3 基於SOA和DI的全光碼型轉換

8.2.4 基於SOA和DI的多信道再生型全光碼型轉換

8.3 基於SOA的全光UWB信號產生

8.3.1 基於SOA的XPM效應產生monocycle信號

8.3.2 基於SOA的增益飽和特性產生monocycle信號

8.3.3 利用XGM效應產生monocycle信號的改進方案

8.3.4 基於SOA的超寬帶doublet產生方案

8.4 基於SOA的微波光子學濾波器

8.4.1 基於ASE的單級高O微波光子學濾波器

8.4.2 基於IIR和FIR的混合型級聯濾波器方案

8.4.3 基於兩個IIR級聯的高Q微波光子學濾波器

8.5 SOA的其他方面應用概述

8.6 SOA應用總結

參考文獻

第9章 光電集成中的SOA

9.1 光電集成概述

9.1.1 光電集成概念

9.1.2 光電集成分類

9.1.3 光電集成的技術拱戰

9.2 光電集成的典型製作工藝

9.2.1 概述

9.2.2 對接再生長

9.2.3 選區外延生長

9.2.4 量子阱混合

9.2.5 鍵合

9.3 光子集成中的光波導及其耦合

9.3.1 光子集成中的光波導

9.3.2 有源波導和無源波導之間的耦合

9.4 SOA在光電集成中的應用概述

9.5 旨在改善SOA性能的集成

9.5.1 SOA和模斑轉換器的集成

9.5.2 增益鉗制SOA

9.5.3 多段式SOA

9.6 多個SOA之間的集成

9.6.1 SOA光開關陣列

9.6.2 基於SOA集成的波長轉換器

9.7 SOA與半導體激光器的集成

9.7.1 利用SOA線性放大作用提高LD的輸出光功率

9.7.2 SOA作為調製器，與LD集成構成調製光源

9.7.3 SOA和LD集成應用在波長轉換中

9.7.4 SOA作為光開關，消除可調諧LD波長切換中的瞬態模式

9.8 SOA與電吸收調製器的集成

9.9 SOA與激光器、調製器的高功能集成

9.10 SOA與超輻射發光管的集成

9.11 SOA與光探測器的集成

9.12 SOA與陣列波導光柵的集成

9.13 SOA與微環諧振器的集成

9.13.1 微環諧振器簡介

9.13.2 微環與SOA的集成

參考文獻