现代通信光电子学 第5版PDF电子书下载

第1章 电磁理论 1

引言 1

复函数体系 1

电磁场能量和功率的考虑 2

各向同性介质中波的传播 5

晶体中波的传播——折射率椭球 9

琼斯计算及其在双折射晶体光学系统中的应用 13

电磁波的衍射 23

习题 25

参考文献 29

第2章 光线和光束的传播 30

引言 30

透镜波导 30

光线在反射镜面间的传播 34

在类透镜介质中的光线 35

平方律折射率介质中的波动方程 37

均匀介质中的高斯光束 38

在类透镜介质中的基模高斯光束——ABCD定律 40

在透镜波导中的高斯光束 43

在均匀介质中的高斯光束高阶模 44

在平方律折射率变化的介质中的高斯光束的高阶模 47

光波在二次型增益分布介质中的传播 50

椭圆高斯光束 51

傍轴A，B，C，D系统的衍射积分 54

习题 56

参考文献 58

第3章 光束在光纤中的传输 59

引言 59

圆柱坐标系中的波动方程 59

阶跃折射率圆波导 61

线偏振模 68

光纤中的光脉冲传输与脉冲展宽 75

群速度色散的补偿 82

空间衍射与时间色散的类比 85

硅光纤中的损耗 88

习题 89

参考文献 91

第4章 光学共振腔 93

引言 93

法布里-珀罗标准具 95

用作光谱分析仪的法布里-珀罗标准具 98

球面镜光学共振腔 101

模的稳定性判据 103

广义共振腔中的模式——自洽法 105

光共振腔中的共振频率 107

光学共振腔中的损耗 109

光学共振腔——衍射理论方法 111

模耦合 117

习题 119

参考文献 120

第5章 辐射和原子系统的相互作用 121

引言 121

原子能级之间的自发跃迁——均匀增宽和非均匀增宽 121

受激跃迁 125

吸收和放大 127

x′（v）的推导 129

x（v）的物理意义 132

均匀激光介质中的增益饱和 133

非均匀激光介质中的增益饱和 135

习题 137

参考文献 138

第6章 激光振荡理论及其在连续区和脉冲区的控制 139

引言 139

法布里-珀罗激光器 139

振荡频率 142

三能级和四能级激光器 144

激光振荡器的功率 146

激光振荡器的最佳输出耦合 148

多模激光振荡器和锁模 151

在均匀增宽激光系统中的锁模 159

脉冲宽度的测量和啁啾脉冲的收缩 164

巨脉冲（调Q）激光器 171

多普勒增宽气体激光器中的烧孔效应和兰姆凹陷 177

习题 178

参考文献 180

第7章 一些特殊的激光器系统 182

引言 182

抽运与激光器效率 182

红宝石激光器 183

掺钕钇铝石榴石（Nd3+：YAG）激光器 187

掺钕玻璃激光器 189

氦-氖（He-Ne）激光器 191

二氧化碳激光器 193

氩离子（Ar+）激光器 195

激基分子激光器 195

有机染料激光器 197

气体激光器的高压操作 201

掺铒-硅基激光器 203

习题 203

参考文献 204

第8章 二次谐波产生与参变振荡 206

引言 206

非线性极化的物理起源 206

非线性介质中波传播的公式 213

光的二次谐波产生 215

激光共振腔内的二次谐波产生 223

二次谐波产生的光子模型 226

参变放大 227

参变放大的相位匹配 232

参变振荡 233

参变振荡的频率调谐 236

光参变振荡器中的输出功率和抽运饱和 237

频率上转换 238

准相位匹配 241

习题 244

参考文献 245

第9章 激光光束的电光调制 248

引言 248

电光效应 248

电光相位延迟 259

电光振幅调制 261

光的相位调制 263

横向电光调制器 265

高频调制的考虑 265

光束的电光偏转 268

电光调制——耦合波分析 270

相位调制 273

习题 278

参考文献 280

第10章 光产生和光探测中的噪声 281

引言 281

噪声功率引起的限制 281

噪声——基本定义和定理 284

一列随机发生的事件的谱密度函数 286

散粒噪声 287

热噪声（约翰逊噪声） 289

激光振荡器中的自发辐射噪声 293

激光线宽的相矢量推导 296

相干与干涉 302

二进制脉码调制系统中的误码率 307

习题 309

参考文献 310

第11章 光辐射的探测 312

引言 312

光激励跃迁速率 312

光电倍增管 313

光电倍增管中的噪声机制 315

光电倍增管的外差探测 318

光电导探测器 320

p-n结 326

半导体光电二极管 329

雪崩光电二极管 337

激光器的功率涨落噪声 339

红外成像和本底受限探测 343

光纤线路中的光放大 348

习题 355

参考文献 357

第12章 光和声的相互作用 359

引言 359

声波对光的散射 359

声波对光产生的布拉格衍射的粒子图像 361

声波对光产生的布拉格衍射的分析 362

声光偏转 368

习题 369

参考文献 370

第13章 光学电介质波导——周期性波导中的模传播和模耦合 372

引言 372

波导模——一般性的讨论 372

非对称平板波导中的TE模和TM模 378

耦合模的微扰理论 380

周期性波导 382

耦合模的解 386

用作光滤波器与反射器的周期性波导——周期性光纤 388

电介质波导中的电光调制和模式耦合 390

定向耦合 395

耦合波导系统的本征模（超模） 398

激光器阵列 402

习题 408

参考文献 409

第14章 全息术和光学数据存储 411

引言 411

全息术的数学基础 411

体积全息图的耦合波分析 414

习题 422

参考文献 423

第15章 半导体激光器——理论及应用 424

引言 424

半导体物理基础知识 424

半导体（激光器）介质内的增益和吸收 429

GaAs／Ga1-xAlxAs激光器 433

一些实际的激光器结构 438

半导体激光器的直流调制 442

电流调制半导体激光器中的增益抑制和频率啁啾 446

集成光电子学 453

习题 456

参考文献 457

第16章 先进半导体激光器——量子阱激光器、分布反馈激光器和垂直腔表面发射激光器 460

引言 460

量子阱内的载流子（高级选题） 460

量子阱激光器的增益 464

分布反馈激光器 469

垂直腔表面发射半导体激光器 479

习题 485

参考文献 485

第17章 相位共轭光学的理论与应用 487

背景知识介绍 487

畸变校正定理 487

相位共轭波的产生 488

相位共轭光学的耦合模公式 490

一些相位共轭的实验 495

具有相位共轭反射镜的光学共振腔 495

相位共轭光共振腔的ABCD定律 497

激光共振腔内的动态畸变校正 499

相位共轭光学的全息模拟 501

畸变介质的成像 502

应用四波混频的图像处理 504

光纤色散补偿 507

习题 507

参考文献 507

第18章 光折变介质中的双光束耦合和相位共轭 510

引言 510

固定光栅中的双光束耦合 510

光折变效应——双光束耦合 512

光折变自抽运相位共轭 522

光折变振荡器的应用 523

习题 527

参考文献 528

第19章 光孤子 530

引言 530

孤子的数学描绘 530

习题 535

参考文献 536

第20章 量子光学、量子噪声和压缩态的经典处理 538

引言 538

量子不确定度趋于经典形式 538

光场的压缩态 544

参考文献 551

附录A克拉默斯-克勒尼希（Kramers-Kronig）关系 552

附录B立方43m晶体中的电光效应 554

附录C行波激光放大器中的噪声 557

附录D利用薄透镜实现相干电磁场的变换 560

索引 562