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光波导模式理论(马春生等)
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光波导模式理论(马春生等)
光波导模式理论(马春生等)
商品编号:JSFXW20100317101152 版号:9787560134093
开    本: 装帧:平装
版    次:2007-8-1 第一版
发行单位:江苏发行网
出版单位:吉林大学出版社
著 作 者:马春生,刘式墉
商品数量:0本 被浏览1633次  缺货
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商品价格: ¥46.00元
¥42.00元
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本书以射线光学和电磁理论为基础,系统地分析了导波光学与集成光学中的三层和多层平板波导(包括周期折射率波导和多量子阱波导)、介电常数连续变化的平面波导、矩形和脊形等条形波导、介质吸收型波导、金属包层型波导、高折射率衬底波导、耦合波导、折线波导、弯曲波导、周期性波纹波导、非线性波导等各类光波导的模式特性。详细地阐述了金属包层型单模偏振器和滤波器、布拉格反射滤波器、分布反馈激光器、方向耦合器、微环谐振滤波器和波分复用器、阵列波导光栅波分复用器、相位调制器、纵向振幅调制器、横向振幅调制器、薄膜调制器、方向耦合调制器、功率开关等光电子器件的基本原理。
本书可作为导波光学、集成光学、光电子学与光电子技术、光子学与光子技术、光信息科学与技术、物理电子学等专业的理工科高等院校研究生的教学用书,同时又可作为相关专业科研工作者和工程技术人员的参考用书。


目录


第1章 波导的电磁和射线理论基础
 1.1 麦克斯韦方程组
 1.2 波动方程
 1.3 亥姆霍兹方程
 1.4 横向亥姆霍兹方程
 1.5 电磁场的边界条件
 1.6 TE模电磁场分量及其边界条件
 1.7 TM模电磁场分量及其边界条件
 1.8 平均能流密度和传输功率
 1.9 模式类型
 1.10 全反射相移
 1.11 穿透深度和有效波导芯厚度
 1.12 特征方程
 1.13 导模的传输与截止
 1.14 远截止近似法
 1.15 近截止近似法
 1.16 模式的正交性和归一化
 参考文献
第2章 三层平板波导
 2.1 对称三层平板波导的TE导模
 2.2 对称三层平板波导的1M导模
 2.3 对称三层平板波导导模的总结及讨论
 2.4 非对称三层平板波导的TE导模
 2.5 非对称三层平板波导的TM导模
 2.6 非对称三层平板波导导模的总结与讨论
 2.7 辐射模互功率的一般公式
 2.8 对称三层平板波导的TE空间辐射模
 2.9 对称三层平板波导的TM空间辐射模
 2.10 对称三层平板波导空间辐射模的总结与讨论
 2.11 非对称三层平板波导的TE衬底辐射模
 2.12 非对称三层平板波导的TM衬底辐射模
 2.13 非对称三层平板波导衬底辐射模的总结与讨论
 2.14 非对称三层平板波导的TE空间辐射模
 2.15 非对称三层平板波导的TM空间辐射模
 2.16 非对称三层平板波导空间辐射模的总结与讨论
 参考文献
第3章 多层平板波导
 3.1 非对称四层平板波导
 3.2 非对称五层平板波导
 3.3 对称五层平板波导
 3.4 对称五层W型波导
 3.5 多层平板波导
 3.6 周期折射率波导和多量子阱波导的递推法
 3.7 周期折射率波导和多量子阱波导的传输矩阵法
 3.8 周期折射率波导和多量子阱波导的平均折射率法
 3.9 周期折射率波导中的模式劈裂现象
 3.10 周期折射率波导中的等振幅基模
 3.11 多量子阱波导中的模式饱和现象
 3.12 多量子阱波导中的模式双折射
 参考文献
第4章 介电常数连续变化的平面波导
 4.1 TE和TM模的波动方程
 4.2 对称抛物型分布
 4.3 对称双曲型分布
 4.4 对称指数型分布
 4.5 非对称指数型分布
 4.6 WKB法
 4.7 对称抛物型分布的wKB分析
 4.8 对称双曲型分布的wKB分析
 4.9 对称指数型分布的wKB分析
 4.10 非对称指数型分布的wKB分析
 4.11 费米型分布的wKB分析
 4.12 微扰法
 4.13 有包层的抛物型分布的微扰分析
 4.14 对称四次多项式型分布的微扰分析
 4.15 变分法
 4.16 对称四次多项式型分布的变分分析
 4.17 多层波导分割法
 参考文献
第5章 条形波导
第6章 介质吸收型波导
第7章 金属包层型波导
第8章 波导的辐射损耗
第9章 耦合模理论及应用
第10章 微环谐振器
第11章 阵列波导光栅波分复用器
第12章 电光调制
第13章 非线性光波导
附录 专业术语索引


书摘插图


第1章 波导的电磁和射线理论基础
光束在介质中传输时,由于介质的吸收和散射而引起损耗,由于绕射(衍射)而引起发散,这些情况都会导致光束中心部分的强度不断地衰减。因此,有必要设计制作某种器件,它能够引导光束的传播,从而使光束的能量在横的方向上受到限制,并使损耗和噪声降到最小,这种器件通常称为光波导,简称波导。结构最简单的波导是由三层均匀介质组成的,中间的介质层称为波导层或芯层,芯两侧的介质层称为包层。芯层的介电常数要比两侧包层的介电常数大,使得光束能够集中在芯层中传输,从而起到导波的作用。这种波导的介电常数分布是陡变的,也称为阶梯式变化,常称这种波导为平板波导。对波导模式特性的分析,应用两种理论,即波动光学理论和射线光学理论。
光在本质上是一种电磁波。讨论光在波导中传播的最基本的方法是电磁理论方法,亦即波动光学方法。这种方法是从麦克斯韦方程组出发导出波动方程和亥姆霍兹方程,在一定的边界条件下求其解。一般而言,若想全面、正确地分析各种结构波导的模式特性,必须采用波动理论,才能够给出波导模式全面、正确的解析结果或数值结果。
对光波导模式特性的分析,还可以采用射线光学理论。光射线,简称射线或光线,可以这样理解:一条很细很细的光束,它的轴线就是光射线。它的方向沿着光能流的方向。光线与光束是不同的,光线是无限细的,光束则有一定的尺寸。光线在均匀介质中的传输轨迹是一条直线,在非均匀介质中的传输轨迹是一条曲线。用射线去代表光能量传输路线的方法称为射线光学。射线光学是忽略光波长的光学,亦即射线理论是光波长趋于零的波动理论。射线光学理论的优点是对平板波导的分析过程简单直观,对某些物理概念能给出直观的物理意义,容易理解。……

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