光纖光學原理及應用

內(nèi)容概要

　　《光纖光學原理及應用》以經(jīng)典電磁場理論和近代光學為基礎，系統(tǒng)論述了光纖光學的基本原理、傳輸特性、設計方法、實現(xiàn)技術以及主要應用。具體內(nèi)容包括：光纖光學的基本概念、重要參數(shù)、光學及物化特性；光波在均勻光纖和漸變光纖中傳輸?shù)墓饩€理論和波動理論；單模光纖的性質(zhì)及分析方法；典型的光纖無源和有源器件分析與設計：光纖技術在通信和傳感領域的應用；典型的特種光纖及其應用；光纖光柵基礎知識、基本理論以及典型應用；光纖特征參數(shù)測量方法及應用；光纖非線性效應理論及其典型應用等?！　　豆饫w光學原理及應用》理論應用并重，體系有所創(chuàng)新，內(nèi)容系統(tǒng)全面，吸納最新成果（包括作者本人及合作者的科研成果），各章附小結(jié)、思考與習題；可作為高等學校光電子、激光、光學儀器、物理學、信息與通信技術等專業(yè)的研究生和本科生教材，也可作為從事光纖通信和光纖傳感技術的工程技術人員和其他相關專業(yè)人員的參考書。

作者簡介

　　張偉剛教授，博士生導師，哈爾濱工業(yè)大學理論物理學碩士，南開大學光學博士，現(xiàn)任南開大學現(xiàn)代光學研究所教授；《中國激光》雜志常務編委，中國光學學會光電技術專業(yè)委員會委員，天津市光學學會常務理事，曾擔任OECC/COIN2004國際學術會議TPCM。從事科研和教學工作20多年，承擔國家級、省部級科研課題10多項，獲省（部）級科技發(fā)明一等獎、二等獎各1項以及“優(yōu)秀青年科技人才”稱號。發(fā)表學術論文100多篇，被SCI、EI、ISTP收錄70多篇；獲發(fā)明及實用新型心利10項，獲國家級教學成果二等獎1項，省部級教學優(yōu)秀成果一等獎、二等獎和三等獎各1項；獲?。ú浚┘壗虒W科研成果二等獎1項。

書籍目錄

第1章 光纖光學基礎1.1 引言1.2 光纖基本結(jié)構(gòu)及分類1.2.1 光纖基本結(jié)構(gòu)1.2.2 光纖典型分類1.2.3 光纖拉制簡介1.3 描述光纖的重要參量1.3.1 光纖的數(shù)值孔徑1.3.2 光纖的相對折射率差1.3.3 光纖的歸一化頻率1.4 光纖的光學與物化特性1.4.1 光纖的特征參數(shù)1.4.2 光纖的光學特性1.4.3 光纖的物化特性小結(jié)思考與習題第2章 光纖光學的基本理論2.1 引言2.2 光纖的光線理論2.2.1 程函方程2.2.2 光線方程2.2.3 光線方程的應用2.3 光纖的波動理論2.3.1 麥克斯韋方程組2.3.2 波動方程2.3.3 亥姆霍茲方程2.3.4 波導場方程2.3.5 波導場的場解小結(jié)思考與習題第3章 光纖的光線理論分析3.1 引言3.2 均勻光纖的光線理論分析3.2.1 均勻光纖中的光線種類3.2.2 子午光線的傳輸分析3.2.3 偏斜光線的傳輸分析3.2.4 彎曲光纖的光線傳輸分析3.2.5 斜端面光纖的光線傳輸分析3.2.6 圓錐形光纖的光線傳輸分析3.3 漸變光纖的光線理論分析3.3.1 漸變光纖中的光線種類3.3.2 漸變光纖的光線方程3.3.3 漸變光纖的子午光線分析3.3.4 漸變光纖的螺旋光線分析小結(jié)思考與習題第4章 光纖的波動理論分析4.1 引言4.2 均勻光纖的波動理論分析4.2.1 徑向場方程形式4.2.2 本征解的選取4.2.3 模式及其分類4.2.4 模式本征值4.2.5 色散曲線與單模條件4.2.6 弱導光纖與線偏振模4.2.7 均勻光纖電磁場分布圖4.3 漸變光纖的波動理論分析4.3.1 基本方程4.3.2 平方律光纖解析法4.3.3 WKB分析法4.3.4 級數(shù)近似法小結(jié)思考與習題第5章 單模光纖的性質(zhì)及分析5.1 引言5.2 均勻單模光纖分析5.2.1 模場精確分析5.2.2 模場近似分析5.2.3 功率分布分析5.3 漸變單模光纖分析5.3.1 等效階躍型光纖法5.3.2 等效平方律光纖法5.4 單模光纖的雙折射5.4.1 光纖雙折射類型5.4.2 典型本征雙折射5.4.3 典型感應雙折射小結(jié)思考與習題第6章 光纖無源和有源器件6.1 引言6.2 光纖無源器件分析6.2.1 光纖耦合器6.2.2 光纖偏振器6.2.3 光纖濾波器6.2.4 光纖隔離器6.2.5 光纖衰減器6.2.6 光纖連接器6.3 光纖有源器件分析6.3.1 光纖激光器6.3.2 光纖放大器6.4 光纖器件發(fā)展分析6.4.1 光纖無源器件發(fā)展分析6.4.2 光纖有源器件發(fā)展分析6.4.3 光纖器件技術研究方向小結(jié)思考與習題第7章 光纖技術及其應用7.1 引言7.2 光纖通信技術7.2.1 光纖通信原理7.2.2 光纖通信系統(tǒng)7.2.3 多信道復用技術7.2.4 光纖通信系統(tǒng)實例7.3 光纖傳感技術7.3.1 光纖傳感原理7.3.2 光纖傳感器7.3.3 傳感器建模7.4. 典型光纖傳感器7.4.1 強度型光纖傳感器7.4.2 干涉型光纖傳感器7.4.3 微結(jié)構(gòu)光纖傳感器7.5 特種光纖及其應用7.5.1 摻雜光纖及其應用7.5.2 塑料光纖及其應用7.5.3 紅外光纖及其應用7.5.4 紫外光纖及其應用7.5.5 敏化光纖及其應用小結(jié)思考與習題第8章 光纖光柵及其應用8.1 引言8.2 光纖光柵基礎8.2.1 光纖光柵基本類型8.2.2 折射率分布與反射譜8.2.3 光纖光柵制作技術8.3 光纖光柵理論8.3.1 光纖光柵典型理論8.3.2 光纖光柵基本性質(zhì)8.3.3 傳感解調(diào)關聯(lián)理論8.4 光纖光柵的應用8.4.1 光纖光柵在通信領域的應用8.4.2 光纖光柵在傳感領域的應用8.4.3 光纖光柵及器件的研究方向小結(jié)思考與習題第9章 光纖特征參數(shù)的測量9.1 引言9.2 光纖測量常用儀器9.2.1 光源9.2.2 光纖熔接機9.2.3 光譜分析儀9.2.4 光功率計9.2.5 光波長計9.2.6 光時域反射計9.3 光纖幾何參數(shù)測量9.3.1 幾何特征參數(shù)9.3.2 測量注入條件9.3.3 典型測量方法9.4 光纖折射率分布測量9.4.1 折射近場法9.4.2 近場掃描法9.5 光纖數(shù)值孔徑測量9.5.1 有效數(shù)值孔徑9.5.2 典型測量方法9.6 光纖衰減測量9.6.1 光纖衰減機理9.6.2 典型測量方法9.7 光纖色散測量9.7.1 光纖色散機理9.7.2 典型測量方法9.8 光纖模場直徑測量9.8.1 模場直徑定義9.8.2 典型測量方法9.9 高雙折射光纖拍長測量9.9.1 光纖拍長定義9.9.2 典型測量方法小結(jié)思考與習題第10章 光纖非線性效應及其應用10.1 引言10.2 光纖非線性效應10.2.1 光纖中的非線性效率10.2.2 光纖的非線性特性10.3 光脈沖傳輸方程10.3.1 非線性介質(zhì)中的波動方程10.3.2 分析法推導光脈沖傳輸方程10.3.3 雜湊法推導光脈沖傳輸方程10.3.4 光脈沖傳輸方程的簡化形式10.4 光纖光孤子及其應用10.4.1 光纖中的光孤子10.4.2 光纖中光孤子的傳輸.10.4.3 光孤子通信關鍵技術10.4.4 光孤子通信應用展望小結(jié)思考與習題主要參考文獻英文縮略語

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