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目录 1

第一章 导论（T.Tamir） 1

1.1．历史概况 1

1.1.1．起始六年 2

1.1.2．近期六年 3

1.1.3．近期与未来的展望 6

1.2．本书的结构 9

参考文献 12

第二章 介质波导理论（H.Kogelnik） 14

2.1．平板波导的射线光学 16

2.1.1．反射和折射 17

2.1.2．导模 20

2.1.3古斯－汉欣位移 26

2.1.4．波导的有效厚度 28

2.2．介质波导的电磁理论的基本原理 29

2.2.1．麦克斯韦方程 30

2.2.2．波导的模 32

2.2.3．平面波导的波动方程 33

2.2.4．由对称性得出的模的性质 34

2.2.5．模的正交性 35

2.2.6．模展式和归一化 37

2.2.7．介质波导的变分定理 41

2.2.8．介质波导中的功率流和储能 42

2.2.9．传播常数的变分性质 45

2.3．平面平板波导的模 46

2.3.1．TE模 47

2.3.2．TM模 51

2.4．具有渐变折射率分布的平面波导 54

2.4.1．抛物型分布（谐振子） 55

2.4.2．“1/cosh2”型分布 56

2.4.3．指数型分布 58

2.4.4．高非对称性的折射率分布 59

2.4.5．WKB法 62

2.5．条形波导 63

2.6．耦合模公式与周期波导 66

2.6.1．波导模的激发 67

2.6.2．波导畸变 69

2.6.3．耦合波的解 72

2.6.4．周期波导 75

2.6.5．TETM模转换 79

参考文献 80

第三章 光束耦合器和波导耦合器（T.Tamir） 83

3.1.1．横向耦合器 84

3.1．光束与平面波导的耦合 84

3.1.2．棱镜耦合器 86

耦合模描述 87

基本特性 89

3.1.3．光栅耦合器 91

3.1.4．光束耦合器的漏波理论 94

非均匀平面波 94

层状介质中的漏波 97

介质光栅中的漏波 99

光束耦合器中的漏波 100

光束宽度的作用 103

3.1.5．棱镜耦合器的设计考虑 103

光束形状的影响 105

相位匹配角的偏差 107

可变空气隙对光束的整形 109

漏波特性的计算 109

3.1.6．光栅耦合器的设计考虑 112

单光束耦合器 112

光栅高度的影响 114

高阶模的影响 115

双光束耦合器 116

尖劈形薄膜波导 120

3.1.7．其它光束耦合器 120

全息耦合器 121

3.2.波导耦合器和模转换器 123

3.2.1．平面波导至平面波导的耦合器 123

3.2.2．平面波导至条形波导的耦合器 125

3.2.3．条形波导至条形波导的耦合器 127

3.2.4．波导至纤维的耦合器 129

3.2.5．模转换器 131

3.2.6．至辐射模的耦合 134

3.2.7．滤波器和其它器件 136

参考文献 138

第四章 介质波导的光调制器和光开关（J.M.Hammer） 141

4.1．调制器、开关和扫描器的定义 142

4.2．相对质量指标的测量和系统的使用 143

4.2.1．强度调制器和调制深度 144

4.2.2．84％等价强度调制条件下，单位带宽的激励功率——功率带宽比 145

4.2.3．插入损耗 146

4.2.4．开关的质量指标 147

4.3．相位调制器、偏振调制器和调频器 148

4.3.1．相位调制 148

4.3.2．偏振调制 149

4.4.1．电光效应 150

4.3.3．调频器 150

4.4．用于光调制器中的物理效应 150

4.4.2．声光效应 153

4.4.3．磁光效应 155

4.5．体调制器 157

4.5.1．体声光调制器 158

4.5.2．体电光调制器 164

4.5.3．体磁光调制器 167

4.6．光波导调制器 170

4.6.1．声光波导调制器 173

4.6.2．电光波导调制器 180

4.6.3．磁光波导调制器 195

4.7．光调制器的比较 198

4.8．附录 201

参考文献 205

第五章 无源器件的制备和测量（F.Zernike） 207

5.1．波导层的制作方法 208

5.1.1．衬底制备 209

5.1.2．衬底清洗 211

5.1.3．溅射 213

5.1.4．等离子体聚合 218

5.1.5．旋涂和浸渍 221

5.1.6．离子迁移 222

5.1.7．质子轰击和离子注入 222

5.2．波导鉴定 224

5.2.1．衰减测量 224

5.2.2．厚度测量 228

干涉测量法 228

接触测量 229

淀积过程中的测量 230

5.2.3．折射率测量 230

5.2.4．由表观折射率测量确定薄膜折射率和厚度 231

数据处理 237

5.3．图样的制备 240

5.3.1．周期性图样 240

5.3.2．非周期性图样 241

5.3.3．材料清除方法 242

5.3.4．电子束写入图样 244

5.3.5．激光束写入图样 246

5.3.6．波导间的耦合 247

5.3.7．复制方法 247

参考文献 249

6.1．波导 251

第六章 单片集成光路的半导体器件（E.Garmire） 251

6.1.1．利用自由载流子浓度变化构作的波导 252

外延波导 254

扩散波导 256

离子注入波导 257

6.1.2．利用材料成分变化构作的波导 260

Ga1-xAlxAs三元系波导 261

其它半导体波导 266

绝缘晶体波导 269

6.1.3．波导现象的观测 271

6.2．三维沟道（条形）波导和耦合器 272

6.2.1．沟道波导 272

凸条形波导 273

掩埋形波导 275

条载形波导 276

6.2.2．定向耦合器 277

6.3．激光器 282

6.3.1．GaAs异质结激光器 282

6.3.2．平面工艺制作的激光器 284

6.3.3．分布反馈激光器 286

6.4.1．GaAs中的电光效应 291

6.4．调制器 291

6.4.2．电光相位调制器 293

6.4.3．强度调制器 294

6.5．探测器 297

6.5.1．光电二极管 297

6.5.2．外延光电探测器 299

6.5.3．电吸收探测器 300

6.5.4．离子注入光电探测器 302

6.6．集成化 303

6.7.1．生长设备 306

6.7．液相外延 306

6.7.2．生长过程 309

6.7.3．生长特性 312

参考文献 317

第七章 集成光学的最新进展（T.Tamir） 320

7.1．概况 320

7.2．无源元件 321

7.3．有源元件 322

7.4．集成化和其它方面概况 324

参考文献 326

附加：参考文献（带标题索引） 343

名词索引 349