可见光通信新型发光器件原理与应用

本书介绍了一系列新型氮化物发光器件的结构设计、制备工艺和性能表征。这些新型器件包括表面等离激元增强LED、纳米柱LED、近紫外LED、超辐射氮化镓、半极性和非极性氮化镓激光器、多段式氮化镓激光器、光子集成电路以及垂直腔面发射激光器。本书重点分析了这类新型器件的电学与光学特性，并讨论了不同器件在可见光通信应用中所具有的显著优势。本书取材新颖，内容翔实，集成了国际上氮化物发光器件领域全前沿的热点方向与研究成果。适用于从事发光器件和可见光通信系统研究的广大工程技术人员阅读，也可作为通信、电子、光学等专业和相关培训班的教学参考书。

第1章绪论001
1.1可见光通信系统的应用002
1.2可见光通信系统的发展003
1.3可见光通信发射器的基本要求004
1.4本书章节安排005
参考文献006
第2章表面等离激元增强LED007
2.1表面等离激元增强LED的工作原理008
2.1.1表面等离子体模式008
2.1.2表面等离激元增强LED的光学特性010
2.1.3表面等离激元增强LED的调制特性012
2.2表面等离激元增强LED的设计与制备013
2.2.1实现等离子体耦合的LED外延结构013
2.2.2使用AgNPs的LSP耦合017
2.2.3电驱动表面等离激元增强LED的设计与制备024
2.3表面等离激元增强绿光LED的电学表征及其在可见光通信中的应用025
2.3.1表面等离激元增强LED的电学特性025
2.3.2表面等离激元增强LED在可见光通信中的应用034
2.4本章小结038
参考文献039
第3章纳米柱LED045
3.1纳米柱LED的发展及应用046
3.2纳米柱LED的设计与工艺047
3.2.1纳米球掩膜及刻蚀047
3.2.2纳米金薄膜退火及刻蚀048
3.2.3电子束曝光及刻蚀050
3.3纳米柱LED的主要光学表征051
3.3.1周期性绿光纳米柱LED的光学表征051
3.3.2非周期性绿光纳米柱LED的光学表征054
3.3.3周期性黄光纳米柱量子阱的光学表征056
3.4纳米柱LED器件在可见光通信中的应用059
3.5本章小结062
参考文献062
第4章近紫外LED065
4.1近紫外LED的发展历史与现状066
4.1.1LED的历史与发展066
4.1.2MOCVD外延生长现状068
4.1.3LED发展现状069
4.2近紫外LED的设计及制备070
4.2.1LED台面制造070
4.2.2LED电流扩展层和电极的制造073
4.3近紫外LED的电学表征075
4.3.1NUVLED器件的EL075
4.3.2NUVLED器件的I-U曲线076
4.3.3传统Ni/Au电流扩展层的TLM测试077
4.3.4传统Ni/Au电流扩展层的透射率测试079
4.4近紫外LED在可见光通信中的应用079
4.5本章小结082
参考文献083
第5章氮化镓SLD089
5.1SLD的原理与应用090
5.2高性能蓝紫光SLD的设计与工艺092
5.3基于蓝光SLD的白光光源099
5.4可见光SLD的高频调制及其在可见光通信中的应用101
5.5本章小结104
参考文献105
第6章非极性和半极性面氮化镓激光器109
6.1氮化镓激光器的发展110
6.2非极性和半极性氮化镓激光器的生长与工艺111
6.2.1非极性m面GaN基激光器111
6.2.2半极性面和GaN基激光器113
6.3氮化镓激光二极管的测试与表征115
6.3.1半极性InGaN/GaN量子阱结构的蓝光激光二极管115
6.3.2波长410nm的近紫外半极性InGaN/GaN量子阱结构的激光二极管118
6.4氮化镓激光二极管的高频调制及其在可见光通信中的应用120
6.4.1氮化镓激光器的调制特性120
6.4.2氮化镓基自注入锁定激光器及其调制特性121
6.4.3基于氮化镓激光二极管的可见光通信系统123
6.5本章小结123
参考文献124
第7章多段式氮化镓激光器和光子集成电路127
7.1氮化镓基光子集成芯片概述128
7.2氮化镓激光二极管和集成波导调制器128
7.2.1蓝光波段集成波导调制器的激光二极管129
7.2.2紫光波段集成波导调制器的激光二极管134
7.3氮化镓激光二极管和集成光放大器137
7.4氮化镓激光二极管和集成波导光接收器141
7.5本章小结145
参考文献146
第8章氮化镓垂直腔面发射激光器151
8.1氮化镓垂直腔面发射激光器介绍152
8.2非极性氮化镓垂直腔面发射激光器154
8.3氮化镓垂直腔面发射激光器的高频调制157
8.4本章小结158
参考文献159
第9章总结与展望161
9.1回顾162
9.2挑战与未来164
名词索引167