内容简介
本书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。
章节目录
- 封面
- 扉页
- 版权
- 前言
- 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
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光纤光学与技术是2015年由人民邮电出版社出版,作者李晓莉。
版权说明：本电子书已获得正版授权，由出版社通过知传链发行。
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