第一章 波动及射线理论基础 1
1 马氏方程式 1
2 波动方程 6
3 Helmholtz方程 10
3-1 标量近似解 11
3-2 矢量解 13
4 平面波的一般特性 14
5 平面波的传输——传输线模拟 21
6 平面波的反射与折射 25
6-1 Snell定律 26
6-2 反射与传递(或折射)-Frensnel公式 28
6-3 全反射的相移 30
7 平面波和表面波、辐射波 31
8 射线光学基础-eikonal方程 35
8-1 eikonal方程 36
8-2 本地平面波 39
9 射线方程及简单应用 41
9-1 方程推导 41
9-2 简单举例 42
9-3 射线集(或光束)及焦散面定义 45
附录Ⅰ 47
第二章 介质薄膜波导 52
1 薄膜波导的一般分析——射线法 53
2 导波分析——射线法 57
2-1 导波特点及色散方程 58
2-2 截止条件、单模传输、模式数量 62
3 泄漏波 65
3-1 非均匀平面波 65
3-2 非均匀平面波的反射与传输 67
3-3 泄漏波特点 68
4 Goos-Hanchen位移与有效厚度 69
5 薄膜波导的导波——波动理论分析法 72
5-1 TE正规模 75
5-2 TM正规模 79
5-3 正规模的对称性 80
6 薄膜波导的辐射模、消失模及泄漏模——波动理论分析法 85
6-1 TE辐射模 85
6-2 TE泄漏模 87
6-3 TE消失波 89
7 折射率渐变的对称薄膜波导 91
7-1 抛物形剖面 92
7-2 指数形剖面 94
8 薄膜波导衰减简述 97
附录Ⅱ 101
第三章 介质带状波导 111
1 带状波导正规模近似分析 113
1-1 近似方法 113
1-2 E？模式分析 116
1-3 E？正规模分析结果的讨论 120
1-4 E？正规模 123
2 矩形介质波导——圆谐函数分析法 125
2-1 公式推导 126
2-2 边界匹配 129
2-3 场型 133
2-4 传输曲线 135
3 带状波导的弯曲 138
3-1 波导弯曲及坐标 139
3-2 E？电磁场的表达方法 140
3-3 边界匹配及色散方程 142
3-4 公式推导结果 146
3-5 E？衰减曲线说明 149
3-6 α/R大时的计算公式 151
3-7 结果分析与结论 153
附录Ⅲ 156
第四章 光纤 165
1 阶梯折射率光纤的分析——射线法 168
1-1 子午线及数字孔径 168
1-2 子午线及色散 171
1-3 偏射线 173
2 阶梯折射率光纤——标量近似分析法 175
2-1 横向电场近似解 177
2-2 特征方程或色散方程 179
2-3 截止条件和波型分类 181
2-4 各标量模的功率 187
3-1 本地平面波——射线 190
3 阶梯折射率光纤里正规模分析——射线分析法 190
3-2 正规模的色散方程 193
3-3 几种特殊情况-Whispering-Gallery模式 197
3-4 传输模式的数量M 198
4 阶梯折射率光纤的严格解——矢量场解 199
4-1 Helmholtz方程和EZ，HZ 200
4-2 马氏方程及其它分量解 203
4-3 边界条件及特征方程 204
4-4 截止条件和各种波型 208
4-5 场型图 216
4-6 远离截止时的情况 219
5 渐变折射率光纤——射线分析 220
5-1 在圆柱座标系里的射线方程 223
5-2 射线方程的解 225
5-3 子午线 227
5-4 偏射线和螺旋线 231
6 渐变折射率光纤的近似分析——WKBJ法 235
6-1 用WKBJ法分析均匀波导和薄膜波导 236
6-2 用WKBJ法分析非均匀波导 237
6-3 能传输的波数量M(β)有多少？ 241
6-4 模式群和它们的传输系数βρ 245
6-5 数字孔径和功率分布 248
7 光纤的衰减 250
7-1 物质的吸收损耗 251
7-2 物质的散射损耗 254
7-3 波导散射 256
7-4 光纤弯曲产生的辐射 257
7-5 外套损耗 259
8 光纤色散——脉冲展宽 263
8-1 材料色散 265
8-2 单模传输时的色散 268
8-3 什么是脉冲响应宽度均方根值？ 271
8-4 多模传输时脉冲响应展宽均方根值的普遍表示式 276
9 渐变折射率光纤的色散——折射率剖面的设计 283
9-1 渐变折射率光纤各模式群的群时延 283
9-2 脉冲响应展宽均方根值和α的选择 286
9-3 其它 291
附录Ⅳ 296
第五章 横向耦合元件分析理论 320
1 介质光波导耦合波方程 321
2 耦合波基本特性 330
3 光波导耦合系数 337
3-1 耦合系数的面积分形式 338
3-2 用极化电流概念推导耦合系数公式 341
4 耦合系数的计算举例 345
4-1 薄膜波导耦合系数计算 345
4-2 光纤波导耦合系数计算 348
5 场型分析求解耦合系数 355
5-1 耦合结构带状波导E？模式分析 358
5-2 kZ与Δβ值的计算 364
6 变分法的应用 365
6-1 传播常数的变分表示式 365
6-2 耦合系统解答 370
7 梯度变化横向耦合器 374
附录Ⅴ 380
第六章 光束耦合基本理论 386
1 用射线法分析直接轴向耦合 387
1-1 发光面与接收面之间功率传输 387
1-2 光纤轴向耦合的计算 388
2 用模式分析法分析直接轴向耦合 391
2-1 Born近似计算 391
2-2 模式分析计算法 400
3 薄膜光波导棱镜耦合的分析 410
3-1 棱镜耦合系统 410
3-2 棱镜耦合的分析计算 413
4-1 耦合模式之闻的基本关系式 425
4 栅状结构耦合器原理 425
4-2 矩形栅状耦合结构的分析 429
4-3 输入耦合效率的分析 438
第七章 光频调制器 444
1 电光晶体特性 445
1-1 介质介电常数张量特性 445
1-2 平面波在各向异性介质中的传播特性 452
1-3 几何图形法 457
1-4 电光效应 459
1-5 电场作用下晶体主轴座标变换计算举例 462
1-6 电光晶体调制的举例 466
2 声光晶体特性 475
2-1 声波光波效应 475
2-2 声光Bragg衍射作用的分析 480
3 光波导方向耦合调制器 488
3-1 光波导方向耦合调制器一般概念 489
3-2 等效折射率法 493
3-3 带状波导方向耦合调制器设计计算举例 494
4 耦合模波导调制器原理 502
4-1 耦合模波导调制基本方程 503
4-2 薄膜波导模式耦合调制设计计算举例 506
5 耦合模电光晶体波导调制器的分析 512
5-1 考虑旁频的模式耦合方程 513
5-2 双模式耦合方程 518
5-3 薄膜波导TE-TE模式调制 522
5-4 薄膜波导TM-TM与TE-TM模式调制 525
5-5 调制器的计算 528
6 声波光波波导调制分析基本理论 531
6-1 声波光波薄膜波导调制方程 532
6-2 Green函数法 535
6-3 功率平衡法 538
附录Ⅶ 542