光波导理论（第2版）

绪论1
第1章　光波导的一般理论4
1.1光频的麦克斯韦方程4
1.2亥姆霍兹方程6
1.3光场纵向分量与横向分量的关系6
习题7
第2章　正规光波导8
2.1模式的概念8
2.2模式场的纵向分量与横向分量的关系11
2.3模式的分类12
2.3.1光波导中不可能存在TEM模13
2.3.2TE模13
2.3.3TM模13
2.3.4混合模式HE与EH模13
2.4正向模与反向模的关系14
2.5模式的正交性14
2.6传输常数的积分表达式16
习题18
第3章　均匀光波导19
3.1概述19
3.2平面光波导20
3.2.1模式场21
3.2.2特征方程24
3.2.3截止条件. 单模传输及远离截止频率的情形26
3.3圆均匀光波导27
3.3.1概述 27
3.3.2线偏振模与标量法31
3.4二层圆均匀光波导（阶跃光纤）34
3.4.1矢量法35
3.4.2标量法51
3.5多层圆均匀光波导58
3.5.1矢量法58
3.5.2标量法60
习题64
第4章　正规光波导的传输特性67
4.1概述67
4.2群时延70
4.3脉冲展宽与色散72
4.3.1高斯脉冲展宽73
4.3.2群相移77
4.3.3输入NRZ码的情形78
4.3.4更一般的脉冲展宽的概念81
4.3.5色散的定量描述81
4.3.6色散对于传输系统速率的限制83
4.3.7色散补偿84
4.4高阶色散与基本传输方程84
4.4.1高阶色散84
4.4.2基本传输方程86
4.4.3偏振模色散87
4.5二层圆光波导的传输特性（单模光纤的传输特性）87
4.5.1归一化传输常数b87
4.5.2群延迟87
4.5.3色散89
4.6多层圆均匀光波导的传输特性92
4.6.1基于归一化传输常数b的分析方法92
4.6.2基于矢量法的分析方法94
习题95
第5章　圆非均匀光波导98
5.1概述98
5.1.1波动方程98
5.1.2纵向分量与横向分量的关系99
5.1.3矢量模99
5.1.4线偏振模（LP模）与标量法99
5.2平方律圆光波导100
5.2.1直角坐标系法101
5.2.2柱坐标系解法103
5.3高斯近似法106
5.3.1基本思路107
5.3.2具体做法108
5.4级数解法110
5.5Galerkin方法115
习题117
第6章　非正规光波导119
6.1概述119
6.2正规光波导的辐射模与空间过渡态123
6.3弱导缓变光波导的模式耦合124
6.4矢量模耦合方程126
6.5光纤光栅129
6.6突变光波导——光纤对接133
习题137
第7章　非圆光波导139
7.1非圆光波导与双折射139
7.1.1非圆光波导的有关概念139
7.1.2双折射现象141
7.2非圆均匀光波导144
7.2.1一般解法（微扰法）144
7.2.2二层非圆光波导146
7.2.3椭圆芯阶跃光纤147
7.3非圆非均匀光波导149
7.3.1无限延伸平方律椭圆光波导的标量解法（此段相当于求）149
7.3.2求Δβ的微扰法151
7.4偏振态演化的概念153
7.4.1概述153
7.4.2偏振态的概念155
7.4.3无损光波导的传输矩阵158
7.4.4密勒矩阵159
7.4.5主轴160
7.5任意坐标系下非圆正规光波导的一般解162
7.6非圆非正规光波导中偏振态的演化168
7.6.1偏振模耦合时的传输矩阵168
7.6.2偏振模耦合系数与折射率分布之关系169
7.6.3非圆非正规光波导的偏振主轴172
7.6.4双折射矢量173
7.6.5线双折射和圆双折射175
7.7偏振模色散176
7.8偏振模色散对光信号脉冲波形的影响184
7.8.1与0垂直的情形185
7.8.2更一般的情形186
习题188
第8章　两光波导的横向耦合190
8.1正规光波导的横向模式耦合190
8.1.1模式耦合方程190
8.1.2耦合波的特性194
8.1.3用极化电流概念推导模耦合系数196
8.1.4两正圆光纤的横向耦合198
8.2缓变非正规型横向耦合200
8.2.1两正规光波导的缓变耦合201
8.2.2两缓变光波导的横向耦合202
8.3光纤耦合器和MachZehnder干涉仪205
8.3.1光纤耦合器的传输矩阵205
8.3.2光纤耦合器的性能参数207
8.3.3光纤MachZehnder干涉仪208
8.4无源光纤环210
8.4.1萨格奈克光纤环210
8.4.2光纤环形腔212
习题216
第9章　光纤的传输损耗218
9.1概述218
9.2材料损耗220
9.2.1本征吸收220
9.2.2瑞利散射221
9.2.3有害杂质吸收222
9.3波导损耗223
9.3.1模式损耗223
9.3.2模耦合损耗223
9.3.3工艺缺陷225
习题226
参考文献228