第1章 电磁场和电磁波 1
1.0 引言 1
1.1 麦克斯韦方程和边界条件 1
1.2 能量密度和玻印亭矢量 3
1.3 单色场和复函数体系 4
1.4 波动方程和单色平面波 7
1.5 色散和群速度 10
1.6 偏振态及其表示（斯托克斯参数和邦加球） 15
1.7 各向异性介质（晶体）中的电磁波传播 25
1.8 平面光波在单轴各向异性介质中的相位延迟 30
1.9 琼斯矩阵方法 36
1.10 相干的基本理论 46
习题 49
参考文献 57
第2章 光线和光束的传播 58
2.0 引言 58
2.1 光线矩阵 58
2.2 偏折光线和重入光线 63
2.3 在类透镜介质中的光线 64
2.4 平方律折射率介质中的波动方程 67
2.5 均匀介质中的高斯光束 68
2.6 在类透镜介质中的基模高斯光束——ABCD定律 72
2.7 在透镜波导中的高斯光束 76
2.8 在均匀介质中的高斯光束高阶模 76
2.9 在平方律折射率变化的介质中的高斯光束 80
2.10 光波在二次型增益分布介质中的传播 83
2.11 椭圆高斯光束 84
2.12 光线传播和衍射积分 88
习题 93
参考文献 96
第3章 电介质平板和光纤中的导波 98
3.0 引言 98
3.1 对称板波导中的TE和TM模 98
3.2 非对称平板波导中的TE和TM模 105
3.3 阶跃型圆柱状电介质波导（光纤中的线性偏振模） 112
3.4 等效折射率理论 122
3.5 光纤中的波导色散 124
3.6 硅光纤中的损耗 129
习题 133
参考文献 139
第4章 光学共振腔 141
4.0 引言 141
4.1 法布里-珀罗标准具 144
4.2 用作光谱分析仪的法布里-珀罗标准具 153
4.3 球面镜光学共振腔 155
4.4 模的稳定性判据 158
4.5 广义共振腔中的模式——自洽法 159
4.6 光共振腔中的共振频率 162
4.7 光学共振腔中的损耗 164
4.8 环形共振腔 165
4.9 多腔标准具 174
4.10 模式耦合和耦合损耗 183
习题 185
参考文献 188
第5章 辐射和原子系统的相互作用 190
5.0 引言 190
5.1 原子跃迁和电磁波 190
5.2 原子极化和介电常数 191
5.3 经典电子模型 192
5.4 色散和复折射率 194
5.5 线形函数——均匀增宽和非均匀增宽 198
5.6 受激跃迁——吸收和放大 201
5.7 均匀激光介质中的增益饱和 206
5.8 非均匀激光介质中的增益饱和 208
习题 210
参考文献 211
第6章 激光振荡理论和特殊激光系统 213
6.0 引言 213
6.1 法布里-珀罗激光器 213
6.2 振荡频率 217
6.3 三能级和四能级激光器 219
6.4 激光振荡器的功率 221
6.5 激光振荡器的最佳输出耦合 223
6.6 多模激光振荡器和锁模 226
6.7 在均匀增宽激光系统中的锁模 237
6.8 脉冲宽度的测量和啁啾脉冲的收缩 244
6.9 巨脉冲（调Q）激光器 251
6.10 多普勒增宽气体激光器中的烧孔效应和兰姆凹陷 256
6.11 一些特殊激光器系统 259
6.12 频率谱和光频的计量 270
习题 274
参考文献 277
第7章 光纤中的色散和偏振模色散 280
7.0 引言 280
7.1 光传输系统中的色散 280
7.2 色散介质中的光脉冲传播 283
7.3 光纤中的偏振效应 288
7.4 偏振主态 290
7.5 偏振模色散的矢量分析 294
7.6 高阶PMD和色散补偿器 308
习题 311
参考文献 316
第8章 非线性光学 317
8.0 引言 317
8.1 非线性极化的物理起源 317
8.2 二阶非线性现象——一般方法 318
8.3 电磁场方程和光学二次谐波产生 321
8.4 其他二阶非线性光学过程 331
8.5 准相位匹配 338
8.6 三阶非线性过程 341
8.7 受激布里渊散射 347
8.8 四波混频和相位共轭 351
8.9 参变振荡的频率调谐 358
习题 360
参考文献 363
第9章 激光光束的电光调制 365
9.0 引言 365
9.1 线性电光效应 365
9.2 电光调制——相位和振幅 376
9.3 高频调制的考虑 384
9.4 电吸收和电吸收调制器 387
9.5 液晶中的电光效率 390
9.6 声光效应（光弹性效应） 395
9.7 声波对光的散射 401
9.8 布拉格衍射——耦合波分析 404
9.9 布拉格盒和光束偏转器 411
习题 414
参考文献 417
第10章 光产生和光探测中的噪声 418
10.0 引言 418
10.1 噪声功率引起的限制 418
10.2 噪声——基本定义和定理 421
10.3 一列随机发生的事件的谱密度函数 423
10.4 散粒噪声 425
10.5 热噪声（约翰孙噪声） 426
10.6 激光振荡器中的自发辐射噪声 430
10.7 激光线宽的相矢量推导 434
10.8 相干与干涉 441
10.9 二进制脉码调制系统中的误码率 446
习题 448
参考文献 449
第11章 光辐射的探测 450
11.0 引言 450
11.1 光激励跃迁速率 450
11.2 光电倍增管 451
11.3 电倍增管中的噪声机制 453
11.4 光电倍增管的外差探测 455
11.5 光电导探测器 458
11.6 p-n结 463
11.7 半导体光电二极管 466
11.8 雪崩光电二极管 473
11.9 激光器的功率涨落噪声 476
习题 480
参考文献 481
第12章 周期性媒质中波的传播 483
12.0 引言 483
12.1 周期性媒质 483
12.2 周期性分层媒质——布洛赫波 488
12.3 布拉格反射器 497
12.4 耦合波分析 501
12.5 周期性波导 513
12.6 滤波器和光纤布拉格光栅 522
12.7 啁啾折射率光栅和锥形折射率光栅 526
12.8 二维和三维周期性媒质（光子晶体） 532
习题 538
参考文献 539
第13章 波导耦合 541
13.0 导言 541
13.1 模式的一般特性 541
13.2 介质微扰理论和模式耦合 546
13.3 两个平行波导的耦合-定向耦合器 549
13.4 N个平行相同波导间的耦合——超模 555
13.5 相位匹配和频率选择性耦合——复用 559
13.6 模式转换器 562
习题 565
参考文献 569
第14章 光纤中的非线性光学效应 570
14.0 引言 570
14.1 克尔效应和自相位调制 570
14.2 交叉相位调制——极化 574
14.3 非简并四波混频 577
14.4 部分简并四波混频 588
14.5 光孤子 597
习题 603
参考文献 605
第15章 半导体激光器——理论及应用 607
15.0 引言 607
15.1 半导体物理基础知识 607
15.2 半导体（激光器）介质内的增益和吸收 613
15.3 GaAs/Ga1-xAlxAs激光器 618
15.4 一些实际的激光器结构 623
15.5 半导体激光器的直流调制 627
15.6 电流调制半导体激光器中的增益抑制和频率啁啾 631
15.7 集成光电子学 639
习题 641
参考文献 642
第16章 先进半导体激光器 645
16.0 引言 645
16.1 量子阱内的载流子（高级选题） 645
16.2 量子阱激光器的增益 650
16.3 分布反馈激光器 655
16.4 垂直腔表面发射半导体激光器 666
习题 672
参考文献 673
第17章 光放大器 675
17.0 引言 675
17.1 半导体光放大器 675
17.2 掺铒光纤放大器 678
17.3 放大自发辐射 681
17.4 光纤链路中的光放大 685
17.5 拉曼光放大器 691
习题 697
参考文献 700
第18章 量子噪声和压缩态的经典处理 702
18.0 引言 702
18.1 不确定性原理与量子噪声 702
18.2 光场的压缩态 710
习题 717
参考文献 719
附录A 柱面坐标下的波动函数和贝塞尔函数 720
附录B 阶跃型圆形波导的精确解 725
附录C 克拉默斯·克勒尼希（Kramers-Kroning）关系 734
附录D 利用薄透镜实现相干电磁场的变换 738
附录E 费米能级和其温度相关性 741
附录F 立方？3m晶体中的电光效应 744
附录G 功率单位与衰减单位的转换关系 747
索引 748