光波导理论基础教程PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

光波导理论基础教程PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 电磁场理论1

1.1麦克斯韦方程1

1.2电磁场边界条件2

1.3单色平面电磁波3

1.4坡印亭矢量和传输功率4

1.5亥姆霍兹方程5

1.6平面电磁波的反射和折射6

1.7光的全反射与倏逝波7

1.8全反射相移与古斯-汉森位移8

习题10

第2章 几何光学11

2.1程函方程11

2.2光传播路径分析12

2.2.1光线方程12

2.2.2光线方程应用举例12

2.3费马原理13

习题14

第3章 光波导几何分析15

3.1均匀介质薄膜波导15

3.2折射率渐变薄膜波导中的光线16

3.3阶跃光纤中的光线17

3.3.1子午光线18

3.3.2偏斜光线19

3.4梯度光纤中的光线20

3.4.1柱坐标的光线方程20

3.4.2光线不变量21

3.4.3光线判据函数21

3.4.4光线分析22

3.5传播时延与色散特性24

3.5.1均匀介质波导的时延差24

3.5.2折射率渐变介质波导的时延差25

3.5.3光纤的色散27

习题28

第4章 薄膜波导模式理论30

4.1均匀薄膜波导特征方程30

4.2薄膜波导电磁场方程31

4.3 TE模分析33

4.4 TM模分析35

4.5导模特性36

4.5.1导模截止36

4.5.2导模定则37

4.5.3导模数量38

4.5.4单模传输39

4.5.5截止波长39

4.5.6归一化参量与薄膜波导色散曲线40

4.6导模光强和功率41

4.6.1导模光强41

4.6.2传输功率42

习题43

第5章 三维光波导44

5.1三维光波导结构44

5.2马卡提里近似法45

5.3场方程与形式解46

5.4 E x mn模特征方程47

5.5 E x mn模特征方程49

5.6模式特性50

5.6.1导模条件与模截止50

5.6.2单模传输52

5.6.3截止波长52

5.6.4矩形波导色散曲线与模场分布53

5.7有效折射率法54

5.7.1矩形波导54

5.7.2脊波导55

5.7.3条载波导及四层平板波导56

习题58

第6章 光纤模式理论59

6.1光纤的电磁场方程59

6.2阶跃光纤电磁场方程的矢量解法61

6.2.1芯区和包层的电磁场61

6.2.2导模特征方程64

6.2.3导模分类64

6.2.4导模截止条件与单模传输66

6.2.5模色散曲线71

6.2.6导模电磁场分布72

6.3光纤的线偏振模75

6.3.1场的直角分量与场方程的标量解法75

6.3.2线偏振模及简并度77

6.3.3 LPmn模的矢量模组成79

6.3.4 LP模光强和功率80

6.3.5阶跃多模光纤的导模数量82

6.4梯度光纤模场分析83

6.4.1梯度光纤场方程及标量解83

6.4.2传播常数86

6.4.3模式群和导模数量86

习题87

第7章 电磁场分析的有限元法89

7.1微分方程边值问题89

7.1.1边值问题89

7.1.2 Ritz方法90

7.1.3 Galerkin方法91

7.1.4本征值方程92

7.2有限元分析92

7.2.1区域离散和单元划分93

7.2.2线性插值函数与基函数93

7.2.3单元方程的扩展——全局方程的建立94

7.2.4二阶单元与基函数96

7.3光波导模式问题的应用举例96

7.3.1单元大小对计算结果的影响96

7.3.2脊波导模场的有限元计算97

7.3.3伪模99

习题99

第8章 模式耦合理论100

8.1模式的正交性与完备性100

8.1.1横场方程100

8.1.2模式的正交性及归一化101

8.1.3展开式的完备性103

8.2模耦合方程103

8.2.1理想正规模式展开的模耦合方程103

8.2.2本地正规模式展开的模耦合方程105

8.3模耦合方程的微扰解——双向模耦合106

习题107

第9章 无源光器件108

9.1光纤光栅108

9.1.1光纤光栅耦合方程109

9.1.2光纤光栅传输特性111

9.1.3光纤光栅滤波特性112

9.2平面波导光栅114

9.3双波导定向耦合器117

9.4波分复用/解复用器120

9.4.1角色散型120

9.4.2干涉型122

9.4.3 F-P腔光滤波型124

9.4.4阵列波导光栅125

9.5光开关126

习题129

第10章 光波导放大器130

10.1概述130

10.2铒离子的光谱特性131

10.2.1 Er3+能级结构131

10.2.2 Er3+的光致发光机制133

10.3速率方程134

10.3.1光放大原理及光泵浦波长134

10.3.2镱-铒共掺系统的速率方程136

10.3.3铒离子荧光特性138

10.3.4粒子数反转139

10.4光波传输方程140

10.5放大器增益特性141

习题144

第11章 光子晶体波导146

11.1光子晶体理论146

11.1.1光子晶体结构与两种晶格146

11.1.2平面波展开法149

11.1.3二维光子晶体带隙结构151

11.2光子晶体波导153

11.2.1二维光子晶体波导153

11.2.2二维平板光子晶体波导154

习题156

第12章 光波导的制备157

12.1概述157

12.2光纤制造158

12.3薄膜制备158

12.3.1蒸发法159

12.3.2直流磁控溅射法159

12.3.3中频、射频磁控溅射法160

12.3.4脉冲激光沉积法160

12.3.5薄膜制备的化学方法161

12.3.6薄膜的退火162

12.4薄膜的表征163

12.4.1 X射线衍射仪163

12.4.2扫描电镜164

12.4.3电子探针165

12.5三维光波导的制作166

12.5.1光刻技术166

12.5.2加工技术167

习题169

附录A Bessel方程与Bessel函数170

A.1 Bessel方程与Bessel函数170

A.2各类Bessel函数的渐近展开式171

A.3 Bessel函数的递推关系171

附录B LPmn模特征方程与其组成的矢量模特征方程的等价性173

附录C 自伴算符174

C.1二维散度定理174

C.2自伴算符174

参考文献175