光纤光学与技术(21世纪高等院校信息与通信工程规划教材)

刘崇琪、吕淑媛、谢东华、李晓莉、罗文峰编著 的《光纤光学与技术》首先系统论述了光纤光学的射 线理论和波动理论；在此基础上，对光纤和平面光波 导进行了理论分析，重点分析光纤的损耗和色散对通 信质量的影响；讨论了色散对脉冲展宽的影响；最后 介绍了时域有限差分法、光束传播法和有限元法等数 值计算方法，给出了相应的实例。本书注重理论联系 实际，编写了大量例题以帮助读者理解基本概念和理 论。并提供了理论模拟和Matlab应用实例。 本书可作为通信技术、测控技术、光学工程、光 信息科学与技术、光电信息工程、光电子技术等专业 本科生教材和相近专业研究生的参考书，也可供有关 工程技术人员、科研人员和教师阅读参考。

第1章 光波导基础理论 1.1 概述 1.2 麦克斯韦方程组 1.3 亥姆霍兹波动方程 1.4 光波导电磁场求解的一般方法 1.5 射线光学基础 1.6 坡印廷矢量 1.7 平面光波在电介质表面的反射和折射 1.7.1 电矢量垂直入射面的平面波 1.7.2 电矢量平行入射面的平面波 1.7.3 反射率和透射率 1.7.4 全反射 1.7.5 倏逝波 1.8 小结 习题 第2章 光纤 2.1 光纤的结构和分类 2.1.1 光纤的基本结构 2.1.2 光纤的分类 2.2 光纤的射线理论分析 2.2.1 阶跃光纤的射线分析 2.2.2 渐变光纤射线分析 2.3 阶跃光纤波动理论分析 2.3.1 概述 2.3.2 阶跃光纤矢量解法 2.3.3 阶跃光纤标量近似解法 2.4 渐变光纤波动理论分析 2.4.1 概述 2.4.2 平方律折射率分布光纤标量近似解法 2.5 多包层光纤 2.5.1 概述 2.5.2 多包层光纤的结构和类型 2.6 小结 习题 第3章 光纤特性 3.1 概述 3.2 光纤损耗特性 3.2.1 光纤损耗的概念及其表示 3.2.2 光纤损耗产生的原因分析 3.2.3 光纤损耗对通信质量的影响 3.3 光纤色散 3.3.1 群时延 3.3.2 光纤色散类型及其表示 3.3.3 色散导致的脉冲展宽 3.3.4 色散对于传输带宽的影响 3.3.5 光纤色散对通信质量的影响 3.3.6 色散补偿 3.4 小结 习题 第4章 平面光波导 4.1 平面介质波导的光线模型 4.1.1 平面介质波导的结构 4.1.2 平板介质波导模式的几何模型 4.1.3 平面介质波导导模的特征方程 4.1.4 平面介质波导导模的传输特性和截止条件 4.2 平面介质波导的电磁理论——波动方程 4.2.1 平面介质波导中导模的电磁场的结构 4.2.2 场分布及特征方程 4.3 平面介质波导导模的传输功率 4.4 小结 习题 第5章 光波导的数值解析计算 5.1 时域有限差分法 5.1.1 FDTD的发展历程及应用领域 5.1.2 时域有限差分法的基本原理 5.1.3 数值稳定性 5.1.4 数值色散 5.1.5 吸收边界条件 5.1.6 激励源的选择 5.1.7 基于时域有限差分法的软件 5.1.8 平面光波导的FDTD计算分析 5.1.9 平行介质波导耦合的计算仿真 5.2 光束传播法 5.2.1 FD—BPM 5.2.2 二维光波导的TE模方程 5.2.3 二维光波导的TM模方程 5.2.4 TE模FD—BPM模式 5.2.5 TM模的FD—BPM模式 5.2.6 边界透明条件 5.3 有限元法 5.3.1 有限元法的分析过程 5.3.2 光波导有限元方法分析 5.3.3 基于有限元法的软件 5.3.4 利用COMSOL软件进行计算的一个实例 习题 附录1 矢量分析常用公式 附录2 常用贝塞尔函数公式 参考文献