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第一章 平面介质波导理论 4

1.1 二维均匀波导的射线分析 4

1.1.1 波导模式的基本概念 4

1.1.2 导模的色散方程 5

1.1.3 截止频率和模式数量 7

1.1.4 Goos-H？nchen位移和波导有效厚度 8

1.1.5 波导损耗 9

1.2 二维均匀波导的电磁场分析 10

1.2.1 三层平板波导 10

1.2.2 四层非对称平板波导 14

1.2.3 五层对称平板波导 15

1.2.4 W波导 17

1.3 二维非均匀波导 17

1.3.1 波动方程 17

1.3.2 平方律波导 18

1.3.3 指数型波导 21

1.3.4 Epstein层折射率分布 23

1.4 二维非均匀波导的近似分析 26

1.4.1 微扰法 26

1.4.2 WKB法 28

1.4.3 变分法 29

1.5 三维波导 31

1.5.1 电磁场模式的近似分析 31

1.5.2 有效折射率法 35

1.5.3 非均匀矩形波导 36

1.5.4 分支波导 38

第二章 耦合模理论 41

2.1 耦合模方程 41

2.2 两同向波间的耦合 47

2.3 两反向波间的耦合 50

2.3.1 耦合方程及功率分布 50

2.3.2 应用举例 52

2.4 导模与辐射模间的耦合 54

2.5.1 各向异性介质中光的传输 58

2.5 各向异性介质中的模式耦合 58

2.5.2 外场作用下介质中光的传输 59

2.5.3 TE？TM模转换器 62

第三章 非线性光波导 65

3.1 光波导中非线性相互作用的基本理论 65

3.2 非线性光波导中的相位匹配 68

3.3 二阶非线性集成光学及其应用 72

3.3.1 混频 72

3.3.2 参量放大和参量振荡 74

3.3.3 光学信息处理 76

3.4 三阶非线性集成光学及其应用 77

3.4.1 光致折射率变化 77

3.4.2 导波的传输特性 78

3.4.3 三阶非线性集成光学的应用 80

第四章 导波光学器件 82

4.1 光耦合器 82

4.1.1 耦合器参量与模场匹配 82

4.1.2 光纤与波导的耦合 85

4.1.3 棱镜波导耦合器 86

4.1.4 光栅耦合器 90

4.1.5 其它耦合方式 93

4.2 波导光栅器 94

4.2.1 周期结构波导场解 94

4.2.2 Bragg条件及耦合波方程 98

4.2.3 平面波导偏转光栅特性 101

4.2.4 偏转耦合系数及其计算 106

4.2.5 光栅损耗 109

4.2.6 波导光栅器 109

4.3 波导调制器与光开关 115

4.3.1 光调制器的基本概念 115

4.3.2 电光波导调制器和开关 118

4.3.3 声光波导调制器 134

4.3.4 磁光波导调制器 141

4.3.5 热光波导调制器和开关 143

4.4.1 波导反射镜 147

4.4 波导几何光学器件 147

4.4.2 波导棱镜 148

4.4.3 波导透镜 148

4.4.4 波导偏振器 158

4.5 光逻辑器 161

4.5.1 电光逻辑单元 162

4.5.2 波导光学双稳态器件 164

5.1 分布反馈和分布布拉格（Bragg）反射式激光器 170

第五章 半导体集成光学器件 170

5.1.1 耦合波方程及其解 171

5.1.2 阈值增益和振荡模式 175

5.1.3 DFB激光器的结构与特性 177

5.2 量子阱激光器 182

5.2.1 基本概念 182

5.2.2 工作原理 189

5.2.3 实验结果 196

5.3.1 物理机制 203

5.3 半导体光学双稳态器件（SBOD） 203

5.3.2 实验结果 207

5.3.3 应用举例 214

5.4 集成激光器与光电集成回路（OEIC或PIC） 216

5.5 无内增益的光探测器 217

5.5.1 耗尽层光电探测器 218

5.5.2 肖特基（Schottky）势垒光电探测器 223

5.6 具有内增益的光探测器 224

5.6.1 工作原理 224

5.6.2 典型器件结构 226

5.7 长波长半导体光探测器 227

5.8 集成波导探测器 229

5.8.1 混合集成探测器 229

5.8.2 单片集成探测器 229

5.8.3 集成收发合用器 232

5.8.4 集成双波长探测器 234

5.8.5 集成PIN/FET器件 235

5.8.6 光晶体管 236

6.1 集成光学器件的材料 237

第六章 集成光学器件的制造工艺及波导参量的测试 237

6.1.1 无定形体材料 238

6.1.2 铁电体材料 239

6.1.3 半导体材料 242

6.2 集成光学器件的制作工艺 244

6.2.1 波导的制作 244

6.2.2 图形的写入与形成 249

6.3.1 折射率和厚度的测定 252

6.3 光波导主要参量的测定 252

6.3.2 波导损耗的测量 255

6.4 光栅的制作技术及参量测试 257

6.4.1 光栅制作技术 257

6.4.2 光栅参量测试 262

第七章 集成光路的应用及其发展 263

7.1 半导体单片集成光路 263

7.1.1 光器件的单片集成 263

7.1.2 光电子单片集成 265

7.2.1 IOSA的工作原理 270

7.2 集成光学频谱分析器（IOSA） 270

7.2.2 IOSA设计考虑 272

7.3 开关网络 275

7.3.1 定向耦合器型开关网络 275

7.3.2 TIR型开关网络 276

7.4 集成光学卷积器和相关器 277

7.4.1 卷积器 277

7.3.3 分支波导型开关网络 277

7.4.2 相关器 279

7.5 集成光学A/D（D/A）转换器 280

7.5.1 A/D转换器 280

7.5.2 D/A转换器 283

7.6 集成光学运算器 284

7.7 集成光学传感器 285

7.8 集成光学的发展 289

主要参考文献 292