光波导简明教程 [平装] 9787040315967

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《光波导简明教程》系统地总结了作者多年来的教学经验和研究成果,以几何光学和波动光学理论为基础,介绍了相对介电常数陡变的阶跃式平板波导、相对介电常数连续变化的渐变式平板波导、矩形和脊形等条形波导以及圆形波导的传输特性及其分析方法,并对经常用到的光波导模式耦合和波导损耗进行了详细讨论。全书思路清晰,知识结构完整,对基本公式以外的所有公式均进行了详尽推演,尽量降低对前导课程的要求。《光波导简明教程》适合物理学、电子信息、电子通信类专业的本科生、研究生作为光波导研究领域的入门教材,也可作为相关专业科研工作者和工程技术人员的参考书。
编辑推荐
《光波导简明教程》是由高等教育出版社出版的。
目录
第1章 绪论 1.1 通信技术的历史回顾 1.2 光波导的发展 1.3 光波导的特点和应用 1.4 光波导的最新进展 第2章 光波导的理论基础 2.1 光的本质 2.2 几何光学的基本原理 2.3 光频电磁场的波动方程 2.4 光波的基本特性 2.5 光波的平均能流密度 第3章 平板波导的几何光学分析方法 3.1 平板波导的传输模式 3.2 平板波导导模的特征方程 3.3 有效波导芯宽度 3.4 导模截止与单模传输 3.5 远截止近似法 3.6 近截止近似法 第4章 阶跃式平板波导的波动分析 4.I平板波导的横向亥姆霍兹方程 4.2 对称三层平板波导的TE模 4.3 对称三层平板波导的TM模 4.4 非对称三层平板波导的TE模 4.5 非对称三层平板波导的TM模 第5章 渐变式平板波导的分析方法 5.1 渐变式平板波导的波动方程 5.2 对称抛物型分布的波动分析 5.3 对称双曲型分布的波动分析 5.4 对称指数型分布的波动分析 5.5 有包层对称抛物型分布的微扰分析 5.6 对称双曲型分布的wKB近似分析 5.7 对称四次多项式型分布的变分分析 第6章 矩形波导的波动分析 6.1 马卡梯里近似 6.2 矩形波导的横向亥姆霍兹方程 6.3 矩形波导的模 6.4模光频电磁场的分量 6.5 矩形波导的模 6.6 E模光频电磁场的分量 第7章 条形波导的分析方法 7.1 矩形波导的远截止近似法 7.2 矩形波导的有效折射率法 7.3 脊形波导的有效折射率法 7.4 脊形波导的等效折射率法 7.5 梯形波导的微扰法 第8章 阶跃式圆形波导的波动分析 8.1 阶跃式圆形波导的标量近似 8.2 圆形波导TE模的场分布函数和特征方程 8.3 圆形波导TM模的场分布函数和特征方程 8.4 阶跃式圆形波导的矢量分析 8.5 圆形波导中场矢量的分量及其特征方程 8.6 圆形波导的导模截止和单模传输 第9章 耦合模理论 9.1 耦合模方程 9.2 双圆形波导的定向耦合 9.3 双平板波导的定向耦合 9.4 双矩形波导的定向耦合 9.5 直波导与弯曲波导间的耦合 9.6 弯曲波导间的耦合 第10章 波导的损耗 10.1 损耗型波导的复有效折射率和复传播常数 10.2 三层平板波导的吸收损耗 10.3 平板波导端面耦合产生的辐射损耗 10.4 矩形波导的吸收损耗 10.5 矩形波导偏折产生的辐射损耗 10.6 波导的弯曲损耗 参考文献
文摘
版权页: 插图: 3.抗干扰性好。波导是由电绝缘材料制成的,在强电磁场附近也不会产生感应电压和感应电流。即使是闪电、雷击和核爆炸产生的强大电磁干扰,也不会对其产生影响。光信号被限制在光纤芯中传播,不易逸出,光纤之间也基本没有串扰。 4.原材料丰富。与传统的电导体相比较,波导具有原材料丰富、价格便宜的巨大优势。电导体的原材料主要是铜、铝、铅等金属材料,矿产有限,价格昂贵。而波导的原材料主要是二氧化硅,在地球上资源丰富,可以说取之不尽。从另一个角度讲,单就光纤而论,直径一般只有微米的量级,不到电缆的1/5,重量最低可达到电缆的1/20。相同容量的通信话路,光纤消耗的原材料更少。 1976年,在亚特兰大(Atlanta)成功地完成了光通信实验,标志着光通信从基础研究发展到了应用阶段。从技术层面讲,光纤通信模式从多模发展到单模;工作波长从0.8 0到1.3 1,再到1.5 5;传输速率从几十兆比特每秒发展到几十吉比特每秒。从应用角度看,光缆的建设从初期的市话局问中继、长途干线发展到市话网和用户接入网;电信业务从数字电话发展到有线数字电视(cATV),并进一步转向多媒体光通信,光纤成为信息宽带传输的主要介质。目前,波导的应用主要有以下四个方面。 1.长途干线。长途干线特别是公用电信网之间干线传输,由于其距离远、信息交流量特别巨大,所以对传输介质的容量、速度、损耗、中继距离等性能的要求也非常高。光通信的大容量、低损耗等优点,使其特别适合于这一领域,这也是波导最早应用的领域。 2.多媒体信息传输。声音、图片和视频等多媒体信息的传输,提高了对通信系统传输能力的要求。光通信的巨大带宽不仅能满足传统的数字电话和数据通信的需要,而且还可以满足可视电话、电话会议、远程服务和高质量音质传送等业务的需要。 3.特殊环境的信息传输。与传统电缆相比,光通信优良的抗干扰性和低危险性使其在防强电、防雷击、防辐射、防爆炸、防火灾要求较高的领域大显身手。 4.通信专线。光信号被限制在波导芯中传播,光信号泄漏非常微弱,很难窃听。而光纤的分接非常复杂,不仅要求有特殊的精密仪器,而且对环境条件要求也很苛刻,这使得在非正常条件下分接窃密近乎不可能。所以光通信的保密性极好,特别适合于军事、政治和经济等领域。另外,光纤的轻便特性也使其更适合应用到卫星、飞机等对载重负荷要求比较严格的高新技术领域。 值得单独一提的是海底光缆的应用。目前,全世界已铺设海底光缆37万多公里,最具有代表性的是通信能力最强、容量最大、连接欧美的海底光缆。该光通信系统横跨大西洋,穿越地中海,经红海、印度洋和马六甲海峡进入太平洋,全长近32万公里。得到全世界30个国际电信组织的支持,连接170多个国家和地区。能够实现240多万部电话同时通话,同时传输几十万幅图片,工程耗资为140亿美元。
ISBN9787040315967
出版社高等教育出版社
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