光波學原理與技術應用(第2版高等學校電子信息類專業系列教材)

作者：編者:張偉剛
出版社：清華大學
ISBN：9787302520733

出版日期：2019/06/01
裝幀：平裝
頁數：375

人民幣：RMB 69 元售價：元

內容大鋼

本書以經典電磁場理論和近代光學為基礎，系統論述了光波的基本原理、光波傳輸規律與特性、光器件設計與研製、光波技術主要應用等。全書共五篇，即基礎篇、運動篇、動力篇、器件篇和應用篇。基礎篇包括光波學基礎知識、光波分析方法和光傳輸介質波導；運動篇包括光波運動學方程、各向同性介質光傳輸、各向異性介質光傳輸和周期性介質光傳輸；動力篇包括光波動力學方程、光波與外場作用和光波之間互作用；器件篇包括光波導調控器件和光波導器件研製；應用篇包括光測量技術應用、光通信技術應用和光感測技術應用。
本書結構體系創新，理論與應用並重，內容系統全面，吸納最新科研成果（包括作者本人及合作者的科研成果），各章附小結、問題與思考，可以作為高等學校物理學、光電子學、光學、光學工程、激光技術、光學儀器、信息與通信技術等專業的研究生和本科生教材，也可作為從事光學工程、光電子技術、光通信技術、光感測技術、光測量技術工作的工程技術人員和其他相關專業人員的參考書。

作者介紹

編者:張偉剛
張偉剛，哈爾濱師範大學物理學學士，哈爾濱工業大學理論物理學碩士，南開大學光學博士。天津市教學名師，《中國激光》常務編委，《Chinese Physics Letter》特約評審，《中國測試》編委；中國光學學會「光電技術專業委員會」委員，中國儀器儀錶學會「光電技術與系統集成分會」理事，天津市光學學會常務理事，天津市激光學會常務理事，中國高等教育學會理科教育專業委員會常務理事，AEST2016、ICBP2016國際會議主題演講和TPCM。從事科研、教學工作30多年，現任南開大學電子信息與光學工程學院現代光學研究所教授，博士生導師，主要研究方向為光子技術與現代光感測、新型光電子器件技術及應用。承擔並作為骨幹參加國家863計劃課題、973課題、國家自然科學重點基金及省部級重點攻關課題10多項，在光纖及光柵感測器的設計、研製及應用方面，取得了諸多創新性研究成果，獲省部級科技發明一等獎和二等獎2項，出版專著及教材8部，發表被SCI、EI收錄論文200余篇，獲國家發明及實用新型專利20多項。獲國家級教學成果二等獎2項，省部級教學優秀成果一等獎、二等獎和三等獎5項，主持國家級精品課「科研方法論」和國家級精品視頻公開課「科學素養與培育」，天津市教學團隊「科學素養與科研方法教學團隊」負責人，開設研究生和本科生課程10余門，培養博士、碩士50多人。

基礎篇
  第1章  光波學基礎知識
    1.1  光波特徵參量
      1.1.1  光波頻率
      1.1.2  光波波長
      1.1.3  光波振幅
      1.1.4  光波相位
      1.1.5  光波偏振
    1.2  光波表徵方法
      1.2.1  三角函數法
      1.2.2  複數表徵法
      1.2.3  矢量圖形法
    1.3  光波基本形態
      1.3.1  光線與光束
      1.3.2  高斯光束
      1.3.3  平面波
      1.3.4  球面波
      1.3.5  柱面波
      1.3.6  拋物面波
    1.4  光波重要性質
      1.4.1  獨立傳輸性質
      1.4.2  反射與折射性質
      1.4.3  吸收性質
      1.4.4  色散性質
      1.4.5  干涉性質
      1.4.6  衍射性質
      1.4.7  偏振性質
    本章小結
    問題與思考
  第2章  光波分析方法
    2.1  光波導問題
      2.1.1  傳輸特點
      2.1.2  基本問題
    2.2  基本分析方法
      2.2.1  光線分析法
      2.2.2  波動光學法
      2.2.3  本地平面波法
      2.2.4  等效分析法
    2.3  數值分析方法
      2.3.1  光束傳輸法
      2.3.2  傳輸矩陣法
      2.3.3  有限元法
      2.3.4  有限差分法
    本章小結
    問題與思考
  第3章  光傳輸介質波導
    3.1  光傳輸介質
      3.1.1  基本概念
      3.1.2  介質極化
      3.1.3  介質分類

    3.2  介質光波導
      3.2.1  介質波導概述
      3.2.2  光波導簡介
      3.2.3  光波導分類
    3.3  典型光波導
      3.3.1  平板光波導
      3.3.2  圓柱光波導
      3.3.3  微結構光波導
      3.3.4  彎曲光波導
      3.3.5  特種光波導
    本章小結
    問題與思考
運動篇
  第4章  光波運動學方程
    4.1  光波場方程
      4.1.1  基本場方程
      4.1.2  矢量場方程
      4.1.3  標量場方程
    4.2  波導場方程
      4.2.1  本征方程
      4.2.2  模式及特點
      4.2.3  光波導場解
    4.3  光波運動學方程
      4.3.1  光波耦合方程
      4.3.2  典型運動學方程
    本章小結
    問題與思考
  第5章  各向同性介質光傳輸
    5.1  各向同性介質高斯光束
      5.1.1  類透鏡介質光束傳輸
      5.1.2  介質的高斯光束傳輸
      5.1.3  基模高斯光束的特徵
      5.1.4  高斯光束的高階模
    5.2  類透鏡介質高斯光束
      5.2.1  類透鏡高斯光束的傳輸
      5.2.2  類透鏡高斯光束的變換
      5.2.3  類透鏡高斯光束簡正模
    5.3  各向同性介質光脈衝
      5.3.1  一維脈衝標量光波及特性
      5.3.2  色散介質的激光脈衝傳輸
      5.3.3  類透鏡介質的群速度色散
    本章小結
    問題與思考
  第6章  各向異性介質光傳輸
    6.1  各向異性介質的表徵
      6.1.1  介電張量
      6.1.2  晶體分類
      6.1.3  折射率橢球
    6.2  各向異性介質光傳輸
      6.2.1  晶體光學基本方程

      6.2.2  晶體光波傳輸特性
      6.2.3  晶體邊界的雙摺射
      6.2.4  光波介質損耗影響
    6.3  各向異性介質旋光特性
      6.3.1  旋光現象
      6.3.2  旋光機理
      6.3.3  偏振態方程
    本章小結
    問題與思考
  第7章  周期性介質光傳輸
    7.1  周期性介質的表徵
      7.1.1  周期性介質簡介
      7.1.2  周期性介質分類
    7.2  周期性介質簡正模理論
      7.2.1  簡正模與布洛赫波
      7.2.2  一維周期性介質光傳輸
      7.2.3  周期性層狀介質光傳輸
    7.3  周期性介質耦合模理論
      7.3.1  耦合模理論
      7.3.2  雙模式耦合
    本章小結
    問題與思考
動力篇
  第8章  光波動力學方程
    8.1  光波動力學一般方程
      8.1.1  方程一般形式
      8.1.2  方程複數形式
    8.2  電光調製動力學方程
      8.2.1  電光調製方程
      8.2.2  純相位調製
      8.2.3  純振幅調製
    8.3  聲光調製動力學方程
      8.3.1  聲光調製方程
      8.3.2  布喇格條件解
      8.3.3  聲光調製效率
    8.4  磁光調製動力學方程
      8.4.1  磁光調製方程
      8.4.2  旋光方程及求解
      8.4.3  法拉第旋光角
    本章小結
    問題與思考
  第9章  光波與外場作用
    9.1  光波調製及評價
      9.1.1  光波調製概述
      9.1.2  調製光譜分析
      9.1.3  調製評價指標
    9.2  光波與電場作用
      9.2.1  電光效應簡介
      9.2.2  線性調製原理
      9.2.3  二次調製原理

      9.2.4  電光調製方法
    9.3  光波與聲場作用
      9.3.1  聲光效應簡介
      9.3.2  聲光調製原理
      9.3.3  聲光調製方法
    9.4  光波與磁場作用
      9.4.1  磁光效應簡介
      9.4.2  磁光調製原理
      9.4.3  磁光調製方法
    本章小結
    問題與思考
  第10章  光波之間互作用
    10.1  非線性光學概述
      10.1.1  非線性光學效應
      10.1.2  非線性光學效率
    10.2  非線性光學耦合理論
      10.2.1  非線性光學耦合方程
      10.2.2  非線性作用能量守恆
    10.3  二階非線性光學效應
      10.3.1  三波混頻概論
      10.3.2  非線性光學係數
      10.3.3  光二次諧波產生
      10.3.4  光參量的變換
    10.4  三階非線性光學效應
      10.4.1  三階非線性簡介
      10.4.2  四波混頻簡介
      10.4.3  相位共軛光波
    本章小結
    問題與思考
器件篇
  第11章  光波導調控器件
    11.1  電光控器件
      11.1.1  電光調相器件
      11.1.2  電光調幅器件
      11.1.3  電光偏轉器件
      11.1.4  電光耦合器件
      11.1.5  電光雙穩態器件
    11.2  磁光控器件
      11.2.1  磁光調製器件
      11.2.2  磁光隔離器件
      11.2.3  磁光環行器件
      11.2.4  磁光模轉器件
      11.2.5  磁光讀寫器件
    11.3  聲光控器件
      11.3.1  彈光調製器件
      11.3.2  聲光調製器件
      11.3.3  聲光偏轉器件
    11.4  熱光控器件
      11.4.1  熱光調製器件
      11.4.2  熱光開關器件

    11.5  集成光控器件
      11.5.1  器件發展和特點
      11.5.2  器件類型及製作
    本章小結
    問題與思考
  第12章  光波導器件研製
    12.1  光波導製作概述
      12.1.1  光波導材料
      12.1.2  光波導製作
      12.1.3  光波導加工
    12.2  器件設計與研製
      12.2.1  光波導器件概述
      12.2.2  光波導器件設計
      12.2.3  光波導器件製作
    本章小結
    問題與思考
應用篇
  第13章  光測量技術應用
    13.1  光測量導論
      13.1.1  光測量基礎知識
      13.1.2  光測量方法技術
      13.1.3  光測量常用光源
      13.1.4  光測量用探測器
    13.2  光測量誤差
      13.2.1  誤差簡介
      13.2.2  誤差源
      13.2.3  誤差分類
      13.2.4  誤差分析
    13.3  光測量技術
      13.3.1  光干涉測量技術
      13.3.2  光衍射測量技術
      13.3.3  光全息與散斑測量技術
    本章小結
    問題與思考
  第14章  光通信技術應用
    14.1  光通信導論
      14.1.1  光通信發展簡史
      14.1.2  光通信系統結構
      14.1.3  光通信技術類型
    14.2  光通信器件
      14.2.1  光通信有源器件
      14.2.2  光通信無源器件
      14.2.3  光通信集成器件
    14.3  光通信應用
      14.3.1  多通道復用技術
      14.3.2  全光纖通信系統
      14.3.3  光纖通信網簡介
    本章小結
    問題與思考
  第15章  光感測技術應用

    15.1  光感測導論
      15.1.1  光感測發展簡史
      15.1.2  光感測結構原理
      15.1.3  光感測特徵類型
    15.2  光感測技術
      15.2.1  光波導感測技術
      15.2.2  光柵感測技術
      15.2.3  光纖光柵感測技術
    15.3  光感測應用
      15.3.1  光感測工業領域應用
      15.3.2  光感測農業領域應用
      15.3.3  光感測醫療領域應用
      15.3.4  光感測環保領域應用
      15.3.5  光感測管理領域應用
      15.3.6  光感測軍事領域應用
    本章小結
    問題與思考
參考文獻
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