導波光學（簡體書）

本書以經典電磁波理論和近代光學理論為基礎，系統地論述了光波導的基本概念、基本理論和各種典型的分析方法。全面講述了平面光波導、金屬包層平板介質波導、矩形介質波導和圓光波導的基本原理。在此基礎上，對光波導的橫向耦合和縱向耦合問題分別進行了討論。
本書適合光信息科學與技術、光纖通信、光學工程、應用物理等專業的學生作為教材或參考教材使用。

第1章 緒論
第2章 導波光學的理論基礎
　2.1 電磁場的基本方程
2.1.1 麥克斯韋方程組、物質方程、邊值關係
2.1.2 亥姆霍茲方程
2.1.3 正規光波導中模式場的亥姆霍茲方程及模式的概念
2.1.4 電磁場和模式場的橫向分量與縱向分量的關係
　2.2 光線在介質中的傳播特性
2.2.1 反射定律、折射定律與全反射
2.2.2 古斯—漢欣(Goos—Haerchen)位移
2.2.3 射線光學基礎
　習題
第3章 平面光波導
　3.1 三層均勻平面波導的射線分析法
　3.2 三層均勻平面波導的電磁場分析法
3.2.1 一般平面波導中模式的種類
3.2.2 三層均勻平面波導中模式場的場分布與本征值方程
3.2.3 模截止及波導中的傳輸模式數
3.2.4 歸一化參量
　3.3 非均勻平面波導的射線分析法
3.3.1 光線在非均勻平面波導中的軌跡
3.3.2 非均勻平面波導中的本征值方程
　3.4 平方律分布漸變型折射率平板波導
3.4.1 TE導模
3.4.2 TM導模
　3.5 WKB近似法
　3.6 變分法
3.6.1 傳播常數的積分表達式和變分法
3.6.2 變分法的應用
　3.7 有限元法簡介
3.7.1 基於變分思想的有限元法
3.7.2 基於加權余量法思想的有限元法
　3.8 多層分割法
　習題
第4章 金屬包層平板介質波導
　4.1 金屬的光頻特性
4.1.1 金屬中的亥姆霍茲方程和復相對電容率
4.1.2 金屬光頻特性的初等電子論
　4.2 等離子體表面波(SPW)
4.2.1 介質與金屬分界面上的等離子體表面波
4.2.2 長程等離子體表面波
　4.3 非對稱金屬包層介質波導
4.3.1 模式的本征方程
4.3.2 傳播常數與模式特性
　4.4 對稱金屬包層介質波導
　習題
第5章 矩形介質波導
　5.1 馬卡梯里近似解法
5.1.1 馬卡梯里近似
5.1.2 矩形波導中導模的場分布及其本征值方程
5.1.3 傳播常數和模場場分布的計算實例
5.1.4 求解本征值(傳播常數)的近似公式
　5.2 有效折射率法
　5.3 微擾法
　5.4 變分法
　習題
第6章 圓光波導
　6.1 階躍光纖的射線分析法
6.1.1 光纖中的光線種類
6.1.2 數值孔徑
6.1.3 子午光線的色散和時延差
　6.2 二層階躍光纖矢量模的分析方法
6.2.1 矢量模的分析方法
6.2.2 矢量模模式場各分量的解
6.2.3 特徵方程
6.2.4 對特徵方程的討論
　6.3 二層階躍光纖標量模的分析方法
6.3.1 標量模的分析方法
6.3.2 標量模的場分布
6.3.3 特徵方程
6.3.4 截止條件
6.3.5 遠離截止的條件
6.3.6 矢量模與標量之間的關係
　6.4 漸變折射率光纖的分析——高斯近似法
　6.5 光纖的傳輸特性——色散
6.5.1 基本傳輸方程
6.5.2 群時延
6.5.3 脈沖展寬
6.5.4 色散
6.5.5 二層階躍光纖的色散
　6.6 光纖的損耗
6.6.1 吸收損耗
6.6.2 散射損耗
6.6.3 彎曲損耗
　習題
第7章 光波導的橫向耦合
　7.1 光波導的橫向模耦合
7.1.1 模耦合方程
7.1.2 模耦合方程的解
　7.2 平板定向耦合器
　7.3 棱鏡耦合器
7.3.1 棱鏡耦合器的工作原理
7.3.2 輸出耦合器
7.3.3 輸入耦合器
　習題
第8章 非正規光波導
　8.1 概述
　8.2 非正規光波導的模耦合方程
8.2.1 耦合方程的一般形式
8.2.2 弱導情況下耦合方程的形式
8.2.3 考慮正、反向模情況下耦合方程的形式
　8.3 光纖光柵
　8.4 光纖的對接——突變光波導
　習題
附錄Ⅰ 模式場的縱向分量與橫向分量之間關係的推導
附錄Ⅱ 古斯—漢欣位移的推導
附錄Ⅲ 矩形波導中的導模模式
附錄Ⅳ 矩形波導傳播常數和場分布的計算程序
附錄Ⅴ 脈沖信號基本傳輸方程的推導
參考文獻