高等光學仿真

內容概要

《高等光學仿真(MATLAB版):光波導?激光》將MATLAB用于光學仿真中，具體介紹了如何利用MATLAB來仿真高等光學中兩個舉足輕重的研究方向——光波導和激光中的一系列理論模型。通過這些仿真過程和結果能夠進一步加深對光波導和激光的理解和應用。全書共6章，分別介紹了光的電磁理論基礎；理想平板介質光波導中的光傳播特性及仿真；光纖中的光傳播特性及仿真；高斯光束和光纖耦合；激光原理及仿真；高功率雙包層光纖激光器及仿真。書中大量運用到求解各類模型的數(shù)值計算方法及其在MATLAB中的實現(xiàn)，其中主要有方程求根的數(shù)值解法、數(shù)值積分方法、常微分方程的初值問題數(shù)值求解、常微分方程的邊值問題數(shù)值求解。采用MATLAB中相應的數(shù)值求解函數(shù)仿真高等光學模型，并結合MATLAB強大的作圖功能實現(xiàn)仿真結果的可視化，加深了讀者對高等光學問題仿真結果及其物理意義的理解，達到舉一反三的效果。
《高等光學仿真(MATLAB版):光波導?激光》可作為高等院校光學、光學工程、光信息科學技術、電子科學技術等有關專業(yè)本科生和研究生教材，也可供相應專業(yè)的教師和科技工作者參考。

書籍目錄

第1章 光的電磁理論基礎1.1 麥克斯韋電磁理論1.1.1 麥克斯韋方程組1.1.2 邊界條件1.1.3 時諧電磁場1.1.4 電磁場的波動方程1.2 平面波和疊加原理1.2.1 平面波1.2.2 疊加原理1.3 微分算子I.3.1 時間微分算子1.3.2 空間微分算子1.4 坡印廷矢量1.4.1 真空中的坡印廷矢量1.4.2 非傳導各向同性介質中的坡印廷矢量1.5 平面光波在電介質表面的反射和折射1.5.1 電矢量平行入射面1.5.2 電矢量垂直入射面1.5.3 菲涅耳公式1.5.4 反射率和透射率1.6 光波由光疏介質進入光密介質1.6.1 反射率、透射率變化1.6.2 布魯斯特角1.6.3 相位變化1.7 光波由光密介質進入光疏介質1.7.1 反射率、透射率變化1.7.2 全反射1.7.3 相位變化1.7.4 倏逝波1.8 MATLAB預備技能與技巧1.8.1 向量及其操作1.8.2 MATLAB基本作圖1.9 習題第2章 理想平板介質光波導中的光傳播特性及仿真2.1 平板介質光波導一般概念2.2 平板光波導分析的射線法2.2.1 振幅反射率和附加相移2.2.2 特征方程2.3 平板光波導中的TE模2.3.1 TE模的電磁理論求解2.3.2 TE模的特征方程和截止條件2.3.3 TE模特征方程的MA'11,AB圖解2.3.4 TE模特征方程的MA'ITI,AB數(shù)值求解2.3.5 非對稱平面光波導和對稱平面光波導2.3.6 TE模的截止波長2.3.7 TE模場分布的MATI..AB圖示2.3.8 TE模的傳輸功率2.4 平板光波導中的TM模2.4.1 TM模的電磁理論求解2.4.2 TM模的特征方程2.4.3 TM模的截止波長2.4.4 T'M模的傳輸功率2.5 MATLAB預備技能與技巧2.5.1 MAT工,AB的腳本和函數(shù)2.5.2 函數(shù)的函數(shù)2.5.3 方程求根的MATLAB數(shù)值解法2.5.4 方程求根的.MATLAB符號解法2.6 習題第3章 光纖中的光傳播特性及仿真3.1 光纖的誕生和光纖通信3.2 光纖的一般概念3.2.1 光纖和光纜3.2.2 光纖的種類3.2.3 光纖的制造……第4章 高斯光束和光纖藕合第5章 激光原理及仿真第6章 高功率雙包層光纖激光器及仿真術語索引參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：1.1 麥克斯韋電磁理論1.1.1 麥克斯韋方程組英國物理學家麥克斯韋（1831-1879）是繼法拉第之后，集電磁學大成的偉大科學家。他依據(jù)庫侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發(fā)現(xiàn)和實驗成果，建立了第一個完整的電磁理論體系，不僅科學地預言了電磁波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質的統(tǒng)一性，完成了物理學的又一次大綜合。這一自然科學的理論成果，奠定了現(xiàn)代的電力工業(yè)、電子工業(yè)和無線電工業(yè)的基礎。麥克斯韋方程組則是麥克斯韋在19世紀建立的描述電場與磁場的4個基本方程構成的方程組。該方程組具有微分和積分兩種形式。在麥克斯韋方程組中，電場和磁場已經(jīng)成為一個不可分割的整體。該方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場的基本規(guī)律，并預言了電磁波的存在。麥克斯韋提出的渦旋電場和位移電流假說的核心思想是：變化的磁場可以激發(fā)渦旋電場，變化的電場可以激發(fā)渦旋磁場；電場和磁場不是彼此孤立的，它們相互聯(lián)系、相互激發(fā)組成一個統(tǒng)一的電磁場。麥克斯韋進一步將電場和磁場的所有規(guī)律綜合起來，建立了完整的電磁場理論體系。這個電磁場理論體系的核心就是麥克斯韋方程組。麥克斯韋方程組在電磁學中的地位，如同牛頓運動定律在力學中的地位一樣。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論，是經(jīng)典物理學最引以自豪的成就之一。它所揭示出的電磁相互作用的完美統(tǒng)一，為物理學家樹立了這樣一種信念：物質的各種相互作用在更高層次上應該是統(tǒng)一的。另外，這一理論被廣泛地應用到技術領域。

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《高等光學仿真(MATLAB版):光波導?激光》是由北京航空航天大學出版社出版的。

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