《光波導理論基礎教程》是2013年電子工業出版社出版的圖書。本書以幾何光學和波動光學理論為基礎，系統闡述了介質光波導的分析方法和光傳輸特性。
基本介紹
- ISBN：9787121197147
- 頁數：180
- 定價：39.90元
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2013-3
- 副標題：光波導理論基礎教程
內容介紹,目 錄,
內容介紹
波導涉及階躍式折射率分布和漸變式折射率分布的二維薄膜波導、三維條形波導及光纖，主要內容涵蓋各種波導的解析與數值分析方法、模式分類與特徵、模式場的分布與傳輸特性、模耦合理論等，並介紹了幾種無源光波導器件和光波導放大器的工作原理及特性，同時對光子晶體波導也做了介紹。每章都附有一定數量的習題。
目 錄
第1章 電磁場理論 （1）
1.1 麥克斯韋方程 （1）
1.2 電磁場邊界條件 （2）
1.3 單色平面電磁波 （3）
1.4 坡印亭矢量和傳輸功率 （4）
1.5 亥姆霍茲方程 （5）
1.6 平面電磁波的反射和折射 （6）
1.7 光的全反射與倏逝波 （7）
1.8 全反射相移與古斯-漢森位移 （8）
習題 （10）
第2章 幾何光學 （11）
2.1 程函方程 （11）
2.2 光傳播路徑分析 （12）
2.2.1 光線方程 （12）
2.2.2 光線方程套用舉例 （12）
2.3 費馬原理 （13）
習題 （14）
第3章 光波導幾何分析 （15）
3.1 均勻介質薄膜波導 （15）
3.2 折射率漸變薄膜波導中的光線 （16）
3.3 階躍光纖中的光線 （17）
3.3.1 子午光線 （18）
3.3.2 偏斜光線 （19）
3.4 梯度光纖中的光線 （20）
3.4.1 柱坐標的光線方程 （20）
3.4.2 光線不變數 （21）
3.4.3 光線判據函式 （21）
3.4.4 光線分析 （22）
3.5 傳播時延與色散特性 （24）
3.5.1 均勻介質波導的時延差 （24）
3.5.2 折射率漸變介質波導的時延差 （25）
3.5.3 光纖的色散 （27）
習題 （28）
第4章 薄膜波導模式理論 （30）
4.1 均勻薄膜波導特徵方程 （30）
4.2 薄膜波導電磁場方程 （31）
4.3 TE模分析 （33）
4.4 TM模分析 （35）
4.5 導模特性 （36）
4.5.1 導模截止 （36）
4.5.2 導模定則 （37）
4.5.3 導模數量 （38）
4.5.4 單模傳輸 （39）
4.5.5 截止波長 （39）
4.5.6 歸一化參量與薄膜波導色散曲線 （40）
4.6 導模光強和功率 （41）
4.6.1 導模光強 （41）
4.6.2 傳輸功率 （42）
習題 （43）
第5章 三維光波導 （44）
5.1 三維光波導結構 （44）
5.2 馬卡提里近似法 （45）
5.3 場方程與形式解 （46）
5.4 模特徵方程 （47）
5.5 模特徵方程 （49）
5.6 模式特性 （50）
5.6.1 導模條件與模截止 （50）
5.6.2 單模傳輸 （52）
5.6.3 截止波長 （52）
5.6.4 矩形波導色散曲線與模場分布 （53）
5.7 有效折射率法 （54）
5.7.1 矩形波導 （54）
5.7.2 脊波導 （55）
5.7.3 條載波導及四層平板波導 （56）
習題 （58）
第6章 光纖模式理論 （59）
6.1 光纖的電磁場方程 （59）
6.2 階躍光纖電磁場方程的矢量解法 （61）
6.2.1 芯區和包層的電磁場 （61）
6.2.2 導模特徵方程 （64）
6.2.3 導模分類 （64）
6.2.4 導模截止條件與單模傳輸 （66）
6.2.5 模色散曲線 （71）
6.2.6 導模電磁場分布 （72）
6.3 光纖的線偏振模 （75）
6.3.1 場的直角分量與場方程的標量解法 （75）
6.3.2 線偏振模及簡併度 （77）
6.3.3 LPmn模的矢量模組成 （79）
6.3.4 LP模光強和功率 （80）
6.3.5 階躍多模光纖的導模數量 （82）
6.4 梯度光纖模場分析 （83）
6.4.1 梯度光纖場方程及標量解 （83）
6.4.2 傳播常數 （86）
6.4.3 模式群和導模數量 （86）
習題 （87）
第7章 電磁場分析的有限元法 （89）
7.1 微分方程邊值問題 （89）
7.1.1 邊值問題 （89）
7.1.2 Ritz方法 （90）
7.1.3 Galerkin方法 （91）
7.1.4 本徵值方程 （92）
7.2 有限元分析 （92）
7.2.1 區域離散和單元劃分 （93）
7.2.2 線性插值函式與基函式 （93）
7.2.3 單元方程的擴展—全局方程的建立 （94）
7.2.4 二階單元與基函式 （96）
7.3 光波導模式問題的套用舉例 （96）
7.3.1 單元大小對計算結果的影響 （96）
7.3.2 脊波導模場的有限元計算 （97）
7.3.3 偽模 （99）
習題 （99）
第8章 模式耦合理論 （100）
8.1 模式的正交性與完備性 （100）
8.1.1 橫場方程 （100）
8.1.2 模式的正交性及歸一化 （101）
8.1.3 展開式的完備性 （103）
8.2 模耦合方程 （103）
8.2.1 理想正規模式展開的模耦合方程 （103）
8.2.2 本地正規模式展開的模耦合方程 （105）
8.3 模耦合方程的微擾解—雙向模耦合 （106）
習題 （107）
第9章 無源光器件 （108）
9.1 光纖光柵 （108）
9.1.1 光纖光柵耦合方程 （109）
9.1.2 光纖光柵傳輸特性 （111）
9.1.3 光纖光柵濾波特性 （112）
9.2 平面波導光柵 （114）
9.3 雙波導定向耦合器 （117）
9.4 波分復用/解復用器 （120）
9.4.1 角色散型 （120）
9.4.2 干涉型 （122）
9.4.3 F-P腔光濾波型 （124）
9.4.4 陣列波導光柵 （125）
9.5 光開關 （126）
習題 （129）
第10章 光波導放大器 （130）
10.1 概述 （130）
10.2 鉺離子的光譜特性 （131）
10.2.1 Er3+能級結構 （131）
10.2.2 Er3+的光致發光機制 （133）
10.3 速率方程 （134）
10.3.1 光放大原理及光泵浦波長 （134）
10.3.2 鐿-鉺共摻系統的速率方程 （136）
10.3.3 鉺離子螢光特性 （138）
10.3.4 粒子數反轉 （139）
10.4 光波傳輸方程 （140）
10.5 放大器增益特性 （141）
習題 （144）
第11章 光子晶體波導 （146）
11.1 光子晶體理論 （146）
11.1.1 光子晶體結構與兩種晶格 （146）
11.1.2 平面波展開法 （149）
11.1.3 二維光子晶體帶隙結構 （151）
11.2 光子晶體波導 （153）
11.2.1 二維光子晶體波導 （153）
11.2.2 二維平板光子晶體波導 （154）
習題 （156）
第12章 光波導的製備 （157）
12.1 概述 （157）
12.2 光纖製造 （158）
12.3 薄膜製備 （158）
12.3.1 蒸發法 （159）
12.3.2 直流磁控濺射法 （159）
12.3.3 中頻、射頻磁控濺射法 （160）
12.3.4 脈衝雷射沉積法 （160）
12.3.5 薄膜製備的化學方法 （161）
12.3.6 薄膜的退火 （162）
12.4 薄膜的表征 （163）
