光波导理论 第2版PDF电子书下载

目录 1

绪论 1

第1章 光波导的一般理论 4

1.1 光频的麦克斯韦方程 4

1.2 亥姆霍兹方程 6

1.3 光场纵向分量与横向分量的关系 6

习题 7

第2章 正规光波导 8

2.1 模式的概念 8

2.2 模式场的纵向分量与横向分量的关系 11

2.3 模式的分类 12

2.3.1 光波导中不可能存在TEM模 13

2.3.2 TE模 13

2.3.3 TM模 13

2.3.4 混合模式HE与EH模 13

2.5 模式的正交性 14

2.4 正向模与反向模的关系 14

2.6 传输常数的积分表达式 16

习题 18

第3章 均匀光波导 19

3.1 概述 19

3.2 平面光波导 20

3.2.1 模式场 21

3.2.2 特征方程 24

3.2.3 截止条件、单模传输及远离截止频率的情形 26

3.3 圆均匀光波导 27

3.3.1 概述 27

3.3.2 线偏振模与标量法 31

3.4 二层圆均匀光波导（阶跃光纤） 34

3.4.1 矢量法 35

3.4.2 标量法 51

3.5 多层圆均匀光波导 58

3.5.1 矢量法 58

3.5.2 标量法 60

习题 64

第4章 正规光波导的传输特性 67

4.1 概述 67

4.2 群时延 70

4.3 脉冲展宽与色散 72

4.3.1 高斯脉冲展宽 73

4.3.2 群相移 77

4.3.3 输入NRZ码的情形 78

4.3.4 更一般的脉冲展宽的概念 81

4.3.5 色散的定量描述 81

4.3.6 色散对于传输系统速率的限制 83

4.3.7 色散补偿 84

4.4 高阶色散与基本传输方程 84

4.4.1 高阶色散 84

4.4.2 基本传输方程 86

4.5.2 群延迟 87

4.5.1 归一化传输常数b 87

4.5 二层圆光波导的传输特性（单模光纤的传输特性） 87

4.4.3 偏振模色散 87

4.5.3 色散 89

4.6 多层圆均匀光波导的传输特性 92

4.6.1 基于归一化传输常数b的分析方法 92

4.6.2 基于矢量法的分析方法 94

习题 95

5.1.1 波动方程 98

5.1 概述 98

第5章 圆非均匀光波导 98

5.1.2 纵向分量与横向分量的关系 99

5.1.3 矢量模 99

5.1.4 线偏振模（LP模）与标量法 99

5.2 平方律圆光波导 100

5.2.1 直角坐标系法 101

5.2.2 柱坐标系解法 103

5.3 高斯近似法 106

5.3.1 基本思路 107

5.3.2 具体做法 108

5.4 级数解法 110

5.5 Galerkin方法 115

习题 117

第6章 非正规光波导 119

6.1 概述 119

6.2 正规光波导的辐射模与空间过渡态 123

6.3 弱导缓变光波导的模式耦合 124

6.4 矢量模耦合方程 126

6.5 光纤光栅 129

6.6 突变光波导——光纤对接 133

习题 137

第7章 非圆光波导 139

7.1 非圆光波导与双折射 139

7.1.1 非圆光波导的有关概念 139

7.1.2 双折射现象 141

7.2.1 一般解法（微扰法） 144

7.2 非圆均匀光波导 144

7.2.2 二层非圆光波导 146

7.2.3 椭圆芯阶跃光纤 147

7.3 非圆非均匀光波导 149

7.3.1 无限延伸平方律椭圆光波导的标量解法（此段相当于求？） 149

7.3.2 求Δβ的微扰法 151

7.4 偏振态演化的概念 153

7.4.1 概述 153

7.4.2 偏振态的概念 155

7.4.3 无损光波导的传输矩阵 158

7.4.4 密勒矩阵 159

7.4.5 主轴 160

7.5 任意坐标系下非圆正规光波导的一般解 162

7.6 非圆非正规光波导中偏振态的演化 168

7.6.1 偏振模耦合时的传输矩阵 168

7.6.2 偏振模耦合系数与折射率分布之关系 169

7.6.3 非圆非正规光波导的偏振主轴 172

7.6.4 双折射矢量 173

7.6.5 线双折射和圆双折射 175

7.7 偏振模色散 176

7.8 偏振模色散对光信号脉冲波形的影响 184

7.8.1 ？与？0垂直的情形 185

7.8.2 更一般的情形 186

习题 188

第8章 两光波导的横向耦合 190

8.1 正规光波导的横向模式耦合 190

8.1.1 模式耦合方程 190

8.1.2 耦合波的特性 194

8.1.3 用极化电流概念推导模耦合系数 196

8.1.4 两正圆光纤的横向耦合 198

8.2 缓变非正规型横向耦合 200

8.2.1 两正规光波导的缓变耦合 201

8.2.2 两缓变光波导的横向耦合 202

8.3 光纤耦合器和Mach-Zehnder干涉仪 205

8.3.1 光纤耦合器的传输矩阵 205

8.3.2 光纤耦合器的性能参数 207

8.3.3 光纤Mach-Zehnder干涉仪 208

8.4 无源光纤环 210

8.4.1 萨格奈克光纤环 210

8.4.2 光纤环形腔 212

习题 216

第9章 光纤的传输损耗 218

9.1 概述 218

9.2.1 本征吸收 220

9.2 材料损耗 220

9.2.2 瑞利散射 221

9.2.3 有害杂质吸收 222

9.3 波导损耗 223

9.3.1 模式损耗 223

9.3.2 模耦合损耗 223

9.3.3 工艺缺陷 225

习题 226

参考文献 228