光波學(xué)原理與技術(shù)應(yīng)用

緒論

第1章 光波導(dǎo)原理與器件概述

1.1 導(dǎo)波光學(xué)的發(fā)展

1.1.1 導(dǎo)波光學(xué)基本概念

1.1.2 導(dǎo)波光學(xué)產(chǎn)生及發(fā)展過程

1.2 導(dǎo)波光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成及優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 導(dǎo)波光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.2 導(dǎo)波光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

1.3 光波導(dǎo)器件的進(jìn)展

1.3.1 光波導(dǎo)寬帶光調(diào)制器

1.3.2 光波導(dǎo)開關(guān)

1.3.3 光波導(dǎo)頻譜分析器

1.3.4 高密度信息讀取器

1.4 光波導(dǎo)技術(shù)研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢

1.4.1 光波導(dǎo)技術(shù)的研究熱點(diǎn)

1.4.2 光波導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展趨勢

小結(jié)

習(xí)題

第2章 光波導(dǎo)的理論基礎(chǔ)

2.1 光波導(dǎo)種類

2.1.1 按形狀分

2.1.2 按折射率分布分

2.2 光波導(dǎo)的射線光學(xué)理論

2.2.1 平面(板)光波導(dǎo)簡介

2.2.2 射線光學(xué)模型

2.2.3 光入射到介質(zhì)界面處的基本定律

2.2.4 全反射時(shí)的相移

2.2.5 平面光波導(dǎo)的導(dǎo)模

2.2.6 模式本征方程的圖解

2.2.7 應(yīng)用實(shí)例

2.3 古斯·漢欣線移和有效厚度原理

2.3.1 古斯·漢欣線移

2.3.2 有效厚度

2.4 光波導(dǎo)的電磁理論

2.4.1 電磁過程的基本方程

2.4.2 平面光波導(dǎo)中的亥姆霍茲方程

2.5 折射率突變光波導(dǎo)的基本解

2.5.1 te導(dǎo)模的場分布

2.5.2 模式本征方程

2.6 折射率漸變光波導(dǎo)的基本解

2.6.1 平方律折射率分布

2.6.2 指數(shù)律折射率分布

2.7 條形介質(zhì)光波導(dǎo)的基本解

2.7.1 馬卡提里近似

2.7.2 exm,n模式分析

2.7.3 eym,n模式分析

2.7.4 有效折射律法

2.8 圓柱形介質(zhì)光波導(dǎo)的基本解

2.8.1 光纖導(dǎo)模的基本解

2.8.2 導(dǎo)引模的截止條件

小結(jié)

習(xí)題

第3章 光波導(dǎo)元器件和傳感器

3.1 光路變換器

3.1.1 光波導(dǎo)棱鏡

3.1.2 端面反射鏡

3.1.3 彎曲光波導(dǎo)

3.2 功率分配器

3.2.1 單模光波導(dǎo)型功率分配器

3.2.2 多模光波導(dǎo)型功率分配器

3.3 光波導(dǎo)偏振器

3.3.1 金屬包層

3.3.2 各向異性晶體

3.4 模分割器和模變換器

3.4.1 方向耦合器型模分割器

3.4.2 三層結(jié)構(gòu)分支光波導(dǎo)

3.4.3 y形分支光波導(dǎo)模分割器

3.4.4 模變換器

3.5 光波導(dǎo)型透鏡

3.5.1 模折射率透鏡

3.5.2 短程透鏡

3.5.3 費(fèi)涅耳透鏡

3.5.4 微透鏡陣列

3.6 光波導(dǎo)傳感器

3.6.1 光波導(dǎo)溫度傳感器

3.6.2 光波導(dǎo)壓力傳感器

3.6.3 光波導(dǎo)微位移傳感器

3.6.4 光波導(dǎo)振動傳感器

小結(jié)

習(xí)題

第4章 光波導(dǎo)的制備技術(shù)

4.1 光波導(dǎo)制作概述

4.1.1 光波導(dǎo)導(dǎo)光薄膜材料

4.1.2 光波導(dǎo)制作難點(diǎn)

4.1.3 材料與制作技術(shù)

4.1.4 光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)、制作方法和特性

4.2 光波導(dǎo)襯底材料及加工

4.2.1 光波導(dǎo)襯底材料

4.2.2 襯底材料的加工

4.3 無源材料光波導(dǎo)的制備技術(shù)

4.3.1 淀積技術(shù)

4.3.2 置換技術(shù)

4.4 有源材料光波導(dǎo)制備技術(shù)

4.4.1 外延生長技術(shù)

4.4.2 減少載流子濃度技術(shù)

4.5 光路幾何圖形的加工工藝

4.5.1 集成光路設(shè)計(jì)和加工工藝

4.5.2 光路幾何圖形設(shè)計(jì)和加工工藝

4.6 光刻技術(shù)

4.6.1 光致抗蝕劑

4.6.2 涂布抗蝕劑

4.6.3 曝光方式

4.6.4 顯影和堅(jiān)膜

4.6.5 脫膜和腐蝕

4.7 電子束掃描曝光法

4.7.1 電子束致抗蝕劑

4.7.2 電子束掃描曝光系統(tǒng)構(gòu)成和特點(diǎn)

4.8 光波導(dǎo)加工技術(shù)

4.8.1 脫膜法

4.8.2 腐蝕法

4.9 條形光波導(dǎo)的制作方法

4.9.1 條形光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)及制作方法

4.9.2 埋入型條形光波導(dǎo)的制作工藝流程

4.9.3 脊型條形光波導(dǎo)的制作工藝流程

4.9.4 加載型條形光波導(dǎo)的制作工藝流程

4.10 條形玻璃光波導(dǎo)的制作

4.10.1 埋入型條形玻璃光波導(dǎo)

4.10.2 脊型玻璃光波導(dǎo)

4.10.3 加載型玻璃光波導(dǎo)

4.11 條形linbo3光波導(dǎo)的制作

4.11.1 ti擴(kuò)散linbo3光波導(dǎo)

4.11.2 質(zhì)子交換linbo3光波導(dǎo)

4.11.3 linbo3光波導(dǎo)電極的制作

小結(jié)

習(xí)題

第5章 光波導(dǎo)耦合理論與耦合器

5.1 光波導(dǎo)耦合的基本理論

5.1.1 模式耦合方程

5.1.2 光波導(dǎo)耦合的微擾理論

5.2 導(dǎo)模與輻射模的耦合

5.2.1 導(dǎo)模與輻射模耦合分析

5.2.2 輸出耦合

5.2.3 輸入耦合

5.3 棱鏡耦合器

5.3.1 棱鏡耦合器的工作原理

5.3.2 棱鏡耦合實(shí)驗(yàn)

5.4 光柵耦合器

5.4.1 光柵耦合器的工作原理

5.4.2 光柵耦合形成導(dǎo)波的條件

5.4.3 光柵的制作方法

5.5 楔形光波導(dǎo)耦合器

5.5.1 楔形光波導(dǎo)耦合器的工作原理

5.5.2 楔形耦合模型

5.6 光波導(dǎo)耦合的其他方法

5.6.1 直接聚焦耦合

5.6.2 直接對接耦合

小結(jié)

習(xí)題

第6章 光調(diào)制和光波導(dǎo)調(diào)制器

6.1 光波導(dǎo)調(diào)制技術(shù)概述

6.1.1 幾個(gè)基本概念

6.1.2 光調(diào)制的評價(jià)指標(biāo)

6.2 調(diào)制光的光譜分析

6.2.1 調(diào)幅光頻信號頻譜

6.2.2 頻率調(diào)制的頻譜

6.2.3 相位調(diào)制的頻譜

6.2.4 強(qiáng)度調(diào)制的頻譜

6.2.5 脈沖調(diào)制的頻譜

6.3 電光調(diào)制技術(shù)

6.3.1 幾個(gè)基本概念

6.3.2 線性電光效應(yīng)

6.3.3 電光相位調(diào)制

6.3.4 電光強(qiáng)度調(diào)制

6.3.5 電光高頻調(diào)制

6.3.6 行波電光調(diào)制

6.3.7 電光偏轉(zhuǎn)

6.4 聲光調(diào)制技術(shù)

6.4.1 幾個(gè)基本概念

6.4.2 拉曼·奈斯衍射

6.4.3 布拉格衍射

6.4.4 聲光調(diào)制器

6.4.5 聲光偏轉(zhuǎn)

6.5 光波導(dǎo)調(diào)制器

6.5.1 基本機(jī)理

6.5.2 電光波導(dǎo)調(diào)制器

6.5.3 聲光波導(dǎo)調(diào)制器

小結(jié)

習(xí)題

第7章 光纖和光纖技術(shù)

7.1 光纖產(chǎn)生及應(yīng)用

7.1.1 光纖初始階段

7.1.2 光纖實(shí)用階段

7.2 光纖的種類和結(jié)構(gòu)

7.2.1 光纖的種類

7.2.2 光纖的結(jié)構(gòu)

7.3 光纖的制作技術(shù)

7.3.1 光纖材料

7.3.2 光纖預(yù)制棒制備

7.3.3 光纖拉絲

7.3.4 光纖涂覆

7.4 折射率突變光纖的光線理論分析

7.4.1 光纖中的光線

7.4.2 光纖的數(shù)值孔徑

7.4.3 子午光線的時(shí)延差

7.5 折射率漸變光纖的光線理論分析

7.5.1 平方律光纖(自聚焦光纖)

7.5.2 光線在光纖中的傳播軌跡

7.6 光纖的損耗

7.6.1 吸收損耗

7.6.2 散射損耗

7.7 光纖的色散

7.7.1 光纖色散的種類

7.7.2 光波導(dǎo)色散

7.7.3 多模色散

7.7.4 材料色散

7.8 光纖傳感技術(shù)

7.8.1 光纖傳感器的基本原理

7.8.2 光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)

7.8.3 光纖傳感器的種類

7.9 光纖通信技術(shù)

7.9.1 光通信技術(shù)的基本原理

7.9.2 光纖通信的特點(diǎn)

小結(jié)

習(xí)題

附錄a 常用術(shù)語

附錄b 習(xí)題參考答案

參考文獻(xiàn)