光子学设计基础-(原书第2版)(精装)

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内容简介: 《光子学设计基础-(原书第2版)(精装)》内容丰富,不仅有详尽的光子学理论基础,同时论述了许多实际的光子学应用技术。本书首先以比较容易理解的形式提供了非常坚实的光子学理论基础;并且涵盖了光子学独立发展的完整内容,对光子学学科的学生及希望进一步发展的科研人员是非常有用的;另外,还列出了推荐阅读资料,帮助读者更深入地进行研究;并且,增加了许多新的重要内容,对光子晶体纤维、波分复用技术、偏振模色散的扩展处理和分布式光纤传感器及琼斯偏振算子进行了详尽的论述。
《光子学设计基础-(原书第2版)(精装)》适合光子学方面的科研人员、工程师及高等院校相关学科师生使用。

目录: 《光子学设计基础-(原书第2版)(精装)》
译者序
原书前言
第1章光子和电子1
1.1概述1
1.2发展简史1
1.3光的波动性3
1.4偏振6
1.5电磁波谱8
1.6发射和吸收过程9
1.7光子统计学10
1.8电子的特性12
1.9激光20
1.10总结20
练习题20
参考文献21
推荐阅读资料21
第2章光的波动性22
2.1概述22
2.2电磁波谱22
2.3波的表现形式22
2.4电磁波25
2.4.1速度和折射率25
2.4.2能量、功率和强度27
2.4.3光学偏振29
2.5反射和折射30
2.6全内反射37
2.7光的干涉40
2.8光的波导42
2.9干涉仪44
2.10衍射51
2.11高斯光束和稳态光学谐振器56
2.12结论58
练习题58
参考文献59
推荐阅读资料59
第3章偏振光学60
3.1概述60
3.2偏振椭球60
3.3晶体光学63
3.4减速波片66
3.5一种可变化的波片:索雷-巴俾涅补偿器69
3.6偏振棱镜70
3.7线性双折射71
3.8圆双折射71
3.9椭圆双折射72
3.10偏振效应的实用性73
3.10.1电-光效应75
3.10.2磁-光效应76
3.10.3电旋效应79
3.11偏振分析79
3.12琼斯矩阵的形式83
3.12.1线性双折射矩阵84
3.12.2圆双折射矩阵84
3.12.3椭圆双折射矩阵85
3.12.4琼斯矩阵运算的本质85
3.12.5延时器/旋转器对89
3.13结论90
练习题91
参考文献92
推荐阅读资料92
第4章光和物质:发射、传播和吸收过程93
4.1概述93
4.2光在均匀电介质中传播的经典理论93
4.3光学色散100
4.4光的发射和吸收103
4.4.1基本过程103
4.4.2激光发射原理104
4.4.3发光108
4.4.4光探测109
4.4.5光发射110
4.5结论111
练习题111
参考文献112
推荐阅读资料112
第5章光学相干和相关113
5.1概述113
5.2相干性测量114
5.3维纳-辛钦定理119
5.4双光束干涉120
5.5实际例子123
5.5.1麦克尔逊恒星干涉仪123
5.5.2马赫-曾德尔干涉仪123
5.5.3光纤陀螺仪124
5.5.4偏振光的双折射退极化125
5.5.5激光的相干性125
5.6结论126
练习题127
参考文献127
推荐阅读资料127
第6章辐射和固体的物理学基本知识128
6.1概述128
6.2辐射128
6.2.1黑体辐射128
6.2.2量子效应133
6.2.3黑体光源314
6.2.4激光器工作原理134
6.2.4.1速率方程和增益机理134
6.2.4.2激光器结构139
6.2.4.3模式锁定(锁模)141
6.2.4.4Q开关143
6.3固体物质中的电子145
6.3.1固体能带理论要点146
6.3.2金属、绝缘体和半导体151
6.3.3布里渊区152
6.3.4半导体中的电子能量分布156
6.3.5非本征半导体160
6.3.6二元和三重半导体161
6.4结论164
练习题164
参考文献165
推荐阅读资料165
第7章光源、调制器和探测器166
7.1概述166
7.2光源166
7.2.1激光光源167
7.2.1.1概述167
7.2.1.2氩离子激光器:一种四能级系统167
7.2.1.3染料激光器168
7.2.1.4Nd-YAG激光器:一种固态激光器系统169
7.2.1.5其他类型激光器171
7.2.2半导体光源171
7.2.2.1p-n结171
7.2.2.2发光二极管174
7.2.2.3半导体激光二极管176
7.2.2.4特殊类型的半导体激光二极管179
7.3光学调制器181
7.3.1电光调制器182
7.3.2磁光调制器187
7.3.3声光调制器188
7.3.3.1拉曼-奈斯结构188
7.3.3.2布拉格结构192
7.4光探测器196
7.4.1光导型探测器196
7.4.2光敏二极管199
7.4.2.1结型光敏二极管199
7.4.2.2光敏二极管的性能参数202
7.4.2.3PIN光敏二极管205
7.4.2.4光电倍增管206
7.4.2.5雪崩光敏二极管207
7.4.3光子计数208
7.5结论209
练习题209
参考文献211
推荐阅读资料211
第8章光学波导212
8.1概述212
8.2平板波导213
8.3集成光学219
8.4柱面波导220
8.5光学纤维223
8.6通信光纤225
8.6.1光纤的衰减226
8.6.2光纤的色散227
8.6.2.1模式色散229
8.6.2.2材料色散231
8.6.2.3波导色散233
8.6.2.4偏振模色散234
8.6.2.5色散补偿237
8.7偏振波导238
8.8光子晶体光纤242
8.8.1实芯光子晶体光纤243
8.8.2空芯光子晶体光纤243
8.9结论244
练习题244
参考文献245
推荐阅读资料246
第9章非线性光学247
9.1概述247
9.2非线性光学和光学纤维248
9.3非线性光学的表达形式249
9.4二次谐波的发生(倍频效应)和相位匹配250
9.5光学混频256
9.6与光强度相关的折射率256
9.6.1光学克尔效应257
9.6.2自相位调制258
9.7四光子混合260
9.8参量和非弹性过程262
9.8.1拉曼散射263
9.8.2受激拉曼散射266
9.8.3光纤中的拉曼效应266
9.8.4拉曼效应的实际应用268
9.8.5布里渊散射270
9.9孤子275
9.10光敏性278
9.10.1概述278
9.10.2光纤布拉格光栅279
9.11光子晶体光纤的非线性效应284
9.11.1气体拉曼和布里渊光谱术284
9.11.2谐波的生成284
9.11.3X射线的生成285
9.12结论285
练习题285
参考文献286
推荐阅读资料287
第10章光子学应用实例288
10.1概述288
10.2增透膜(或减反膜)288
10.3利用光纤测量电流291
10.4集成光学光谱分析仪298
10.5音频光盘300
10.6光纤陀螺仪305
10.7全息术311
10.8光时域反射计技术及其在分布式光纤拉曼温度传感器中的应用316
10.8.1光时域反射计技术317
10.8.2分布式光纤拉曼温度传感技术319
10.8.3分布式光纤测量技术综述322
10.9超短光脉冲的测量:自相关器323
10.10光纤通信328
10.10.1光纤放大器330
10.10.2波分复用技术333
10.10.3光纤激光器336
10.10.4光波导耦合和开关337
10.10.5相干系统341
10.10.6对偏振模色散的进一步理解347
10.10.6.1对光路长度的依赖性348
10.10.6.2“长”和“短”界限的区分——相关长度350
10.11结论352
练习题352
参考文献354
推荐阅读资料354
第11章未来的光子学355
第12章附录357
附录Ⅰ麦克斯韦方程357
附录Ⅱ傅里叶逆变换定理358
附录Ⅲ介电常数张量的对称性360
附录Ⅳ偏振椭球361
附录Ⅴ振荡电偶极子的辐射363
附录Ⅵδ函数367
附录Ⅶ费米-狄拉克函数368
附录Ⅷ二次谐波生成(倍频)371
附录Ⅸ抽样定理374
附录Ⅹ半导体方程375
附录Ⅺ对偏振模式色散的正式分析378
参考文献381
第13章练习题的答案382