光波導理論（第2版）

《光波導理論（第2版）》是2006年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：光波導理論（第2版）
• 作者：李淑鳳 
• 出版時間：2006年4月5日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302101840
• 定價：26 元
• 裝幀：平裝

圖書簡介

隨著光纖通信的飛速發展，作為光纖傳輸的理論基礎——光波導理論也趨於完善與系統化。本書改變了單模光纖、多模光纖的程式，完全以光波導的結構演變為主線，強調理論自身的邏輯性，系統地研究不同結構光波導的不同概念、特性及相互聯繫，特別加強了光波導的模式理論、傳輸特性、雙折射現象和模式耦合知識。全書思路清晰，知識結構完整，注重講述不同類波導的獨特的分析方法，密切結合光纖通信的最新發展。本書可作為通信與信息系統、電磁場與微波技術、光電子學、物理電子學、光信息科學與技術等學科研究生的教學用書，並可供從事光纖通信的工程技術人員參考。

目錄

光波導理論

緒論1

第1章光波導的一般理論4

1.1光頻的麥克斯韋方程4

1.2亥姆霍茲方程6

1.3光場縱向分量與橫向分量的關係6

習題7

第2章正規光波導8

2.1模式的概念8

2.2模式場的縱向分量與橫向分量的關係11

2.3模式的分類12

2.3.1光波導中不可能存在TEM模13

2.3.2TE模13

2.3.3TM模13

2.3.4混合模式HE與EH模13

2.4正向模與反向模的關係14

2.5模式的正交性14

2.6傳輸常數的積分表達式16

習題18

第3章均勻光波導19

3.1概述19

3.2平面光波導20

3.2.1模式場21

3.2.2特徵方程24

3.2.3截止條件、單模傳輸及遠離截止頻率的情形26

3.3圓均勻光波導27

3.3.1概述27

3.3.2線偏振模與標量法31

3.4二層圓均勻光波導（階躍光纖）34

3.4.1矢量法35

3.4.2標量法51

3.5多層圓均勻光波導58

3.5.1矢量法58

3.5.2標量法60

習題64

第4章正規光波導的傳輸特性67

4.1概述67

4.2群時延70

4.3脈衝展寬與色散72

4.3.1高斯脈衝展寬73

4.3.2群相移77

4.3.3輸入NRZ碼的情形78

4.3.4更一般的脈衝展寬的概念81

4.3.5色散的定量描述81

4.3.6色散對於傳輸系統速率的限制83

4.3.7色散補償84

4.4高階色散與基本傳輸方程84

4.4.1高階色散84

4.4.2基本傳輸方程86

4.4.3偏振模色散87

4.5二層圓光波導的傳輸特性（單模光纖的傳輸特性）87

4.5.1歸一化傳輸常數b87

4.5.2群延遲87

4.5.3色散89

4.6多層圓均勻光波導的傳輸特性92

4.6.1基於歸一化傳輸常數b的分析方法92

4.6.2基於矢量法的分析方法94

習題95

第5章圓非均勻光波導98

5.1概述98

5.1.1波動方程98

5.1.2縱向分量與橫向分量的關係99

5.1.3矢量模99

5.1.4線偏振模（LP模）與標量法99

5.2平方律圓光波導100

5.2.1直角坐標系法101

5.2.2柱坐標系解法103

5.3高斯近似法106

5.3.1基本思路107

5.3.2具體做法108

5.4級數解法110

5.5Galerkin方法115

習題117

第6章非正規光波導119

6.1概述119

6.2正規光波導的輻射模與空間過渡態123

6.3弱導緩變光波導的模式耦合124

6.4矢量模耦合方程126

6.5光纖光柵129

6.6突變光波導——光纖對接133

習題137

第7章非圓光波導139

7.1非圓光波導與雙折射139

7.1.1非圓光波導的有關概念139

7.1.2雙折射現象141

7.2非圓均勻光波導144

7.2.1一般解法（微擾法）144

7.2.2二層非圓光波導146

7.2.3橢圓芯階躍光纖147

7.3非圓非均勻光波導149

7.3.1無限延伸平方律橢圓光波導的標量解法（此段相當於求）149

7.3.2求Δβ的微擾法151

7.4偏振態演化的概念153

7.4.1概述153

7.4.2偏振態的概念155

7.4.3無損光波導的傳輸矩陣158

7.4.4密勒矩陣159

7.4.5主軸160

7.5任意坐標系下非圓正規光波導的一般解162

7.6非圓非正規光波導中偏振態的演化168

7.6.1偏振模耦合時的傳輸矩陣168

7.6.2偏振模耦合係數與折射率分布之關係169

7.6.3非圓非正規光波導的偏振主軸172

7.6.4雙折射矢量173

7.6.5線雙折射和圓雙折射175

7.7偏振模色散176

7.8偏振模色散對光信號脈衝波形的影響184

7.8.1與0垂直的情形185

7.8.2更一般的情形186

習題188

第8章兩光波導的橫向耦合190

8.1正規光波導的橫向模式耦合190

8.1.1模式耦合方程190

8.1.2耦合波的特性194

8.1.3用極化電流概念推導模耦合係數196

8.1.4兩正圓光纖的橫向耦合198

8.2緩變非正規型橫向耦合200

8.2.1兩正規光波導的緩變耦合201

8.2.2兩緩變光波導的橫向耦合202

8.3光纖耦合器和MachZehnder干涉儀205

8.3.1光纖耦合器的傳輸矩陣205

8.3.2光纖耦合器的性能參數207

8.3.3光纖MachZehnder干涉儀208

8.4無源光纖環210

8.4.1薩格奈克光纖環210

8.4.2光纖環形腔212

習題216

第9章光纖的傳輸損耗218

9.1概述218

9.2材料損耗220

9.2.1本徵吸收220

9.2.2瑞利散射221

9.2.3有害雜質吸收222

9.3波導損耗223

9.3.1模式損耗223

9.3.2模耦合損耗223

9.3.3工藝缺陷225

習題226

參考文獻228