導(dǎo)波光學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，光纖通信已經(jīng)成為信息領(lǐng)域中的重要支柱。編著本書的目的是為光通信工程專業(yè)或相近專業(yè)的高年級(jí)本科生和碩士研究生提供一本系統(tǒng)講述光波導(dǎo)傳輸理論的教科書。本書的編著者在光通信領(lǐng)域中從事多年的科研和教學(xué)工作，對光波導(dǎo)理論及相關(guān)知識(shí)有較為深入的理解，同時(shí)，在該學(xué)科的教學(xué)研究方面做了較多工作?；趯χR(shí)的理解，資料的分析整理，根據(jù)教學(xué)講義編著楊笛和任國斌等編著的《導(dǎo)波光學(xué)基礎(chǔ)》。

書籍目錄

第1章  電磁場理論基礎(chǔ)
  1.1  麥克斯韋方程組
    1.1.1  麥克斯韋方程組
    1.1.2  電磁場邊界條件
    1.1.3  坡印廷矢量
  1.2  波動(dòng)方程組和亥姆霍茲方程組
  1.3  求解標(biāo)量齊次亥姆霍茲方程
  1.4  幾何光學(xué)理論
    1.4.1  Eikona1方程
    1.4.2  射線方程
    1.4.3  實(shí)例
第2章  平面光波導(dǎo)的分析方法
  2.1  階躍型平面光波導(dǎo)的幾何光學(xué)描述
  2.2  漸變型平面光波導(dǎo)的幾何光學(xué)描述
  2.3  模式場
    2.3.1  模式場的引入
    2.3.2  對模式場的理解
    2.3.3  模式場各分量的相位關(guān)系
    2.3.4  模式場的分類
  2.4  階躍型平面光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)描述
    2.4.1  TE模式
    2.4.2  TM模式
    2.4.3  傳播模式和輻射模式
    2.4.4  截止參數(shù)
    2.4.5  單模傳播和模數(shù)量
  2.5  漸變型平面光波導(dǎo)的波動(dòng)光學(xué)描述
    2.5.1  平方律漸變型平面光波導(dǎo)
    2.5.2  漸變型折射率平面光波導(dǎo)的WKB近似
    2.5.3  漸變型折射率平面光波導(dǎo)的交分法
第3章  條形光波導(dǎo)
  3.1  馬卡梯里近似解法
    3.1.1  馬卡梯里近似
    3.1.2  E模式
    3.1.3  E模式
  3.2  微擾法
第4章  光纖的模式理論
  4.1  光纖的構(gòu)造和分類
  4.2  光纖中的光線傳輸
    4.2.1  光線路徑
    4.2.2  數(shù)值孔徑
  4.3  階躍光纖的模式理論
    4.3.1  矢量模解
    4.3.2  導(dǎo)波模的特征方程
    4.3.3  導(dǎo)波模分類
    4.3.4  導(dǎo)波模的截止參數(shù)和單模傳輸條件
    4.3.5  遠(yuǎn)離截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的導(dǎo)波模
    4.3.6  導(dǎo)波的場型圖
  4.4  階躍光纖中的線偏振模
    4.4.1  標(biāo)量近似方法
    4.4.2  線偏振模場解及特征方程
    4.4.3  線偏振模特征
    4.4.4  LP模與矢量模之間的對應(yīng)關(guān)系
    4.4.5  LP模的功率分布
    4.4.6  多模光纖中的模數(shù)量
  4.5  漸變光纖的解析解法
    4.5.1  拋物線型折射率分布光纖中的標(biāo)量近似解
    4.5.2  傳輸常數(shù)
    4.5.3  模式數(shù)量
  4.6  均勻光纖中導(dǎo)波偏振態(tài)的分析
    4.6.1  瓊斯矩陣法
    4.6.2  光纖偏振態(tài)的分析
第5章  光纖的損耗和色散
  5.1  光纖的損耗
    5.1.1  光纖的損耗系數(shù)
    5.1.2  吸收損耗
    5.1.3  散射損耗
    5.1.4  光纖彎曲損耗
  5.2  光纖色散的分類
    5.2.1  模式色散
    5.2.2  材料色散和seumeier定律
    5.2.3  波導(dǎo)色散
    5.2.4  偏振模色散
  5.3  光信號(hào)在色散光纖中的傳播
    5.3.1  群時(shí)廷的概念
    5.3.2  脈沖展寬
    5.3.3  色散的定量描述
    5.3.4  基本傳輸方程
  5.4  單模光纖的色散
    5.4.1  群時(shí)延
    5.4.2  色散
    5.4.3  單模光纖按照其色散特性的分類
第6章  光纖中的非線性效應(yīng)
  6.1  非線性傳輸方程
    6.1.1  光波與介質(zhì)的非線性作用
    6.1.2  石英光纖的非線性折射率
    6.1.3  非線性傳輸方程
  6.2  自相位調(diào)制（SPM）
    6.2.1  SPM的基本理論描述
    6.2.2  超高斯脈沖的SPM譜展寬
    6.2.3  色散和SPM對脈沖傳輸?shù)墓餐饔?br />  6.3  交叉相位調(diào)制（XPM）
    6.3.1  不同頻率的光之間的XPM
    6.3.2  正交偏振模式之間的XPM
    6.3.3  準(zhǔn)連續(xù)反向傳輸光波之間的XPM
  6.4  四波混頻（FWM）
    6.4.1  四波混頻的概念與準(zhǔn)連續(xù)波FWM的非線性傳輸方程
    6.4.2  泵浦光與信號(hào)光
    6.4.3  FWM光學(xué)相位共軛與光譜反轉(zhuǎn)
    6.4.4  色散對光纖FWM的影響
  6.5  光纖中的光學(xué)孤子
    6.5.1  光纖中光學(xué)孤立子的基本特性
    6.5.2  影響光孤子傳輸?shù)闹饕蛩?br />第7章  光波導(dǎo)的耦合
  7.1  光波導(dǎo)的橫向耦合
    7.1.1  耦合波方程
    7.1.2  耦合方程的解
  7.2  平板定向耦合器
  7.3  光波導(dǎo)的縱向耦合
  7.4  光纖光柵
參考文獻(xiàn)

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