光波导简明教程

第1章 绪论 1

1.1 通信技术的历史回顾 1

1.2 光波导的发展 2

1.3 光波导的特点和应用 3

1.4 光波导的最新进展 5

第2章 光波导的理论基础 7

2.1 光的本质 7

2.2 几何光学的基本原理 9

2.3 光频电磁场的波动方程 11

2.4 光波的基本特性 16

2.5 光波的平均能流密度 21

第3章 平板波导的几何光学分析方法 23

3.1 平板波导的传输模式 23

3.2 平板波导导模的特征方程 25

3.3 有效波导芯宽度 28

3.4 导模截止与单模传输 33

3.5 远截止近似法 35

3.6 近截止近似法 38

第4章 阶跃式平板波导的波动分析 42

4.1 平板波导的横向亥姆霍兹方程 42

4.2 对称三层平板波导的TE模 43

4.3 对称三层平板波导的TM模 50

4.4 非对称三层平板波导的TE模 54

4.5 非对称三层平板波导的TM模 59

第5章 渐变式平板波导的分析方法 64

5.1 渐变式平板波导的波动方程 64

5.2 对称抛物型分布的波动分析 67

5.3 对称双曲型分布的波动分析 70

5.4 对称指数型分布的波动分析 72

5.5 有包层对称抛物型分布的微扰分析 77

5.6 对称双曲型分布的WKB近似分析 82

5.7 对称四次多项式型分布的变分分析 86

第6章 矩形波导的波动分析 92

6.1 马卡梯里近似 92

6.2 矩形波导的横向亥姆霍兹方程 93

6.3 矩形波导的Ey mn模 94

6.4 Ey mn模光频电磁场的分量 102

6.5 矩形波导的Ex mn模 106

6.6 Ex mn模光频电磁场的分量 112

第7章 条形波导的分析方法 117

7.1 矩形波导的远截止近似法 117

7.2 矩形波导的有效折射率法 121

7.3 脊形波导的有效折射率法 125

7.4 脊形波导的等效折射率法 128

7.5 梯形波导的微扰法 131

第8章 阶跃式圆形波导的波动分析 137

8.1 阶跃式圆形波导的标量近似 137

8.2 圆形波导TE模的场分布函数和特征方程 138

8.3 圆形波导TM模的场分布函数和特征方程 142

8.4 阶跃式圆形波导的矢量分析 144

8.5 圆形波导中场矢量的分量及其特征方程 147

8.6 圆形波导的导模截止和单模传输 151

第9章 耦合模理论 156

9.1 耦合模方程 156

9.2 双圆形波导的定向耦合 159

9.3 双平板波导的定向耦合 165

9.4 双矩形波导的定向耦合 169

9.5 直波导与弯曲波导间的耦合 171

9.6 弯曲波导间的耦合 177

第10章 波导的损耗 181

10.1 损耗型波导的复有效折射率和复传播常数 181

10.2 三层平板波导的吸收损耗 182

10.3 平板波导端面耦合产生的辐射损耗 186

10.4 矩形波导的吸收损耗 191

10.5 矩形波导偏折产生的辐射损耗 195

10.6 波导的弯曲损耗 200

参考文献 206