Приборы квантовой электроники и фотоники

1. ВВЕДЕНИЕ 5

2. ЭМИССИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ ТЕЛ 10

2.1. Описание излучательных процессов 10

2.2. Спектр излучения твердого тела 13

2.3. Зависимость эмиссии от уровня легирования 14

3. СПОНТАННОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ АТОМА 17

3.1. Феноменологическое описание излучения атомов 17

3.2. Стимулированное излучение твердых тел 21

3.3. Принцип создания генератора света 22

3.4. Дипольная модель излучения атома 24

3.5. Механизмы уширения спектральных линий 28

4. ВОЗБУЖДЕНИЕ АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА (НАКАЧКА) 34

4.1. Общие принципы накачки 34

4.2. Двухуровневая схема накачки 36

4.3. Трехуровневые схемы накачки 37

4.4. Четырехуровневая схема накачки 39

5. ОПТИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ 41

5.1. Основные понятия теории резонаторов 41

5.2. Свойства плоского резонатора 48

6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ 53

6.1. Отражение, преломление и рефракция света 53

6.2. Рассеяние света 57

6.3. Планарный диэлектрический волновод 60

7. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В АНИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ 64

7.1. Электромагнитные волны в диэлектрических кристаллах 64

7.2. Оптическая индикатриса 68

7.3. Применение двулучепреломления в квантовой электронике и фотонике 71

8. КВАНТОВЫЕ ПРИБОРЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА 75

8.1. Квантовые генераторы оптического диапазона 75

8.1.1. Твердотельные лазеры 75

8.1.2. Газовые лазеры 77

8.1.3. Жидкостные лазеры 80

8.2. Полупроводниковые лазеры 80

8.2.1. Принцип работы полупроводникового лазера 80

8.2.2. Применение нанообъектов в конструкции полупроводниковых лазеров 82

9. ФОТОПРИЕМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 84

9.1. Общие сведения о фотоприемниках 84

9.2. Классификация и технические характеристики фотодетекторов 87

9.3. Фоторезисторы 87

9.3.1. Параметры, характеризующие фотопроводимость 91

9.3.2 Полевые свойства фотопроводимости 93

9.3.3. Коэффициент усиления фотопроводимости 93

9.3.4. Частотные свойства фотопроводимости 95

9.3.5. Типичные параметры фоторезисторов 97

9.4. Фотовольтаические эффекты в полупроводниках 98

9.4.1. Общие сведения 98

9.4.2. Электронно-дырочные переходы 102

9.4.3. Барьерная фотоэдс 104

9.5. Типичные параметры фотодиодов 107

9.6. Разновидности фотовольтаических приемников 107

10. ОСНОВНЫЕ ПРИБОРЫ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ 111

10.1. Лазеры и излучающие устройства различного назначения 111

10.2. Основные преобразователи лазерного излучения 113

10.3. Области применения приборов квантовой электроники и фотоники 115

11. ЛИТЕРАТУРА 116