光子晶体——光束的塑造(第2版)

本书介绍了具有光子带隙或特定方向上具有周期性的混合型光子晶体，阐述了光子晶体局域光的能力及其在滤波器、分束器等器件上的应用，具体包括：复合电介质的电磁学理论、对称性与固态电磁学理论、一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体、周期性介电波导、平板光子晶体、光子晶体光纤等内容。

第1章 前言
1.1 材料性能的调控
1.2 光子晶体
1.3 全书总览
第2章 复合电介质的电磁学理论
2.1 宏观麦克斯韦方程组
2.2 电磁学本征值问题
2.3 谐波模态的一般性质
2.4 电磁能量和变分原理
2.5 磁场与电场
2.6 微扰的影响
2.7 麦克斯韦方程组的比例性质
2.8 离散与连续频率范围
2.9 电动力学和量子力学的类比
2.10 拓展阅读
第3章 对称性与固态电磁学理论
3.1 利用对称性对电磁模态进行分类
3.2 连续平移对称性
3.2.1 折射率引导
3.3 离散平移对称性
3.4 光子能带结构
3.5 旋转对称性和不可约布里渊区
3.6 镜面对称和分离模式
3.7 时间反演不变性
3.8 Bloch波的传播速度
3.9 再一次对比电动力学和量子力学
3.10 拓展阅读
第4章 一维光子晶体
4.1 多层膜结构
4.2 光子带隙的物理起源
4.3 带隙的尺寸
4.4 光子带隙的衰减模态
4.5 离轴传播
4.6 缺陷局域态
4.7 一维光子晶体的表面态
4.8 全向多层反射镜
4.9 拓展阅读
第5章 二维光子晶体
5.1 二维Bloch态
5.2 介电材料柱构成的正方晶格光子晶体
5.3 电介质网络构成的正方晶格光子晶体
5.4 全偏振态的接近光子带隙
5.5 平面外传播
5.6 点缺陷对光的局域化
5.6.1 宽光子带隙中的点缺陷
5.7 线缺陷和波导
5.8 二维光子晶体表面态
5.9 拓展阅读
第6章 三维光子晶体
6.1 三维晶格
6.2 具有接近光子带隙的三维光子晶体
6.2.1 金刚石型光子晶体
6.2.2 Yablonovite型光子晶体
6.2.3 木堆型光子晶体
6.2.4 反蛋白石型光子晶体
6.2.5 二维光子晶体堆叠型光子晶体
6.3 三维光子晶体点缺陷局域态
6.4 Yablonovite型光子晶体的缺陷态实验
6.5 三维光子晶体线缺陷局域态
6.6 三维光子晶体表面态
6.7 拓展阅读
第7章 周期性介电波导
7.1 概述
7.2 二维模型
7.3 三维周期介电波导
7.4 对称和偏振
7.5 周期介电波导中的点缺陷
7.6 耗损腔的品质因子
7.7 拓展阅读
第8章 平板光子晶体
8.1 柱状板和孔状板
8.2 偏振和平板厚度
8.3 光子晶体板中的线缺陷
8.3.1 减小介电材料柱的半径
8.3.2 移除孔
8.3.3 衬底、色散和损耗
8.4 平板光子晶体中的点缺陷
8.5 不接近光子带隙高Q值的机理
8.5.1 去局域化
8.5.2 对消
8.6 拓展阅读
第9章 光子晶体光纤
9.1 机制
9.2 折射率引导型光子晶体光纤
9.2.1 无限单模光纤
9.2.2 标量极限和LP模态
9.2.3 增强非线性效应
9.3 多孔光纤的光子带隙引导
9.3.1 多孔光纤光子带隙的来源
9.3.2 空芯光纤的导模
9.4 布拉格光纤
9.4.1 布拉格光纤介绍
9.4.2 布拉格光纤光子带隙
9.4.3 布拉格光纤的导模
9.5 空芯光纤的损耗
9.5.1 包覆层损耗
9.5.2 模态耦合
9.6 拓展阅读
第10章 光子晶体的应用设计
10.1 概述
10.2 镜面、波导和谐振腔
10.2.1 镜面的设计
10.2.2 波导的设计
10.2.3 谐振腔的设计
10.3 窄带滤波器
10.4 时间耦合模理论
10.4.1 时间耦合模方程
10.4.2 滤波器传输
10.5 弯曲波导
10.6 波导分束器
10.7 有损耗的三维滤波器
10.8 谐振吸收和辐射
10.9 非线性滤波器和双稳态
10.10 其他类型应用设计
10.11 反射、折射和衍射
10.11.1 反射
10.11.2 折射和等频图
10.11.3 特殊的折射和衍射效应
10.12 拓展阅读
10.13 小结
附录A 光子晶体与量子力学的类比
附录B 倒易晶格及布里渊区
B.1 倒易晶格
B.2 构建倒格矢
B.3 布里渊区
B.4 二维晶格
B.5 三维晶格
B.6 米勒指数
附录C 光子带隙图集
C.1 二维光子带隙概览
C.2 三维带隙概览
附录D 计算光子学
D.1 概述
D.2 频域本征值问题
D.3 频域响应
D.4 时域模拟
D.5 平面波本征解
D.6 拓展阅读及免费软件
参考文献
图书介绍及作者名录