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第1章 波导的电磁和射线理论基础1

1.1 麦克斯韦方程组2

1.2波动方程3

1.3亥姆霍兹方程4

1.4横向亥姆霍兹方程4

1.5电磁场的边界条件6

1.6TE模电磁场分量及其边界条件7

1.7 TM模电磁场分量及其边界条件9

1.8平均能流密度和传输功率11

1.9模式类型13

1.10全反射相移16

1.11穿透深度和有效波导芯厚度18

1.12特征方程21

1.13导模的传输与截止23

1.14远截止近似法25

1.15近截止近似法28

1.16模式的正交性和归一化29

参考文献35

2.1对称三层平板波导的TE导模36

第2章 三层平板波导36

2.2对称三层平板波导的TM导模41

2.3对称三层平板波导导模的总结及讨论43

2.4非对称三层平板波导的TE导模47

2.5非对称三层平板波导的TM导模50

2.6非对称三层平板波导导模的总结与讨论53

2.7辐射模互功率的一般公式57

2.8对称三层平板波导的TE空间辐射模60

2.9对称三层平板波导的TM空间辐射模64

2.10对称三层平板波导空间辐射模的总结与讨论66

2.11 非对称三层平板波导的TE衬底辐射模68

2.12非对称三层平板波导的TM衬底辐射模71

2.13非对称三层平板波导衬底辐射模的总结与讨论74

2.14非对称三层平板波导的TE空间辐射模76

2.15非对称三层平板波导的TM空间辐射模79

2.16非对称三层平板波导空间辐射模的总结与讨论81

参考文献84

第3章 多层平板波导86

3.1非对称四层平板波导86

3.2非对称五层平板波导91

3.3对称五层平板波导94

3.4对称五层W型波导103

3.5多层平板波导105

3.6周期折射率波导和多量子阱波导的递推法108

3.7周期折射率波导和多量子阱波导的传输矩阵法113

3.8周期折射率波导和多量子阱波导的平均折射率法115

3.9周期折射率波导中的模式劈裂现象117

3.10周期折射率波导中的等振幅基模118

3.11 多量子阱波导中的模式饱和现象120

3.12多量子阱波导中的模式双折射121

参考文献123

第4章 介电常数连续变化的平面波导124

4.1 TE和TM模的波动方程124

4.2对称抛物型分布126

4.3对称双曲型分布130

4.4对称指数型分布134

4.5非对称指数型分布139

4.6 WKB法141

4.7对称抛物型分布的WKB分析144

4.8对称双曲型分布的WKB分析145

4.9对称指数型分布的WKB分析147

4.10非对称指数型分布的WKB分析149

4.11费米型分布的WKB分析150

4.12微扰法153

4.13有包层的抛物型分布的微扰分析156

4.14对称四次多项式型分布的微扰分析159

4.15变分法163

4.16对称四次多项式型分布的变分分析165

4.17多层波导分割法167

参考文献170

第5章 条形波导172

5.1条形波导和矩形波导172

5.2横向亥姆霍兹方程174

5.3 Eymn模电磁场分量及其边界条件175

5.4Exmn模电磁场分量及其边界条件178

5.5矩形波导的Eymn导模181

5.6矩形波导的Exmn导模185

5.7矩形波导导模的总结及讨论188

5.8远截止近似法192

5.9矩形波导的有效折射率法194

5.10脊形波导的有效折射率法196

5.11加载条形波导的有效折射率法198

5.12梯形波导的微扰法200

参考文献203

第6章 介质吸收型波导204

6.1波导的损耗204

6.2介质吸收型三层平板波导206

6.3介质吸收型矩形波导214

6.4介质吸收型脊形波导219

6.5介质吸收型周期折射率波导223

6.6介质吸收型多量子阱波导229

参考文献233

第7章 金属包层型波导234

7.1金属的复介电常数234

7.2金属的光频特性236

7.3等离子体表面波239

7.4金属芯型对称三层平板波导241

7.5金属包层型对称三层平板波导246

7.6金属包层型非对称三层平板波导252

7.7金属包层型非对称四层平板波导259

7.8 MOS型五层平板波导266

参考文献272

第8章波导的辐射损耗274

8.1高折射率衬底上的平板波导274

8.2平板波导的端面耦合285

8.3矩形波导的偏折292

8.4波导的弯曲损耗298

参考文献304

9.1耦合模方程305

第9章 耦合模理论及应用305

9.2周期性波纹波导308

9.3布拉格反射滤波器314

9.4周期性波纹增益波导317

9.5分布反馈激光器320

9.6双波导定向耦合器322

9.7双平板波导定向耦合器的耦合系数329

9.8双矩形波导定向耦合器的耦合系数332

参考文献334

10.1基本原理和基本功能335

第10章 微环谐振器335

10.2波导间的弯曲耦合339

10.3平行信道单环谐振滤波器347

10.4平行信道并联双环谐振滤波器352

10.5平行信道并联多环谐振滤波器355

10.6平行信道串联双环谐振滤波器361

10.7平行信道串联多环谐振滤波器365

10.8竖直信道单环谐振波分复用器369

10.9竖直信道串联三环谐振波分复用器375

参考文献382

第11章 阵列波导光栅波分复用器384

11.1基本原理和基本功能384

11.2参数优化392

11.3结构设计395

11.4传输特性399

11.5损耗特性409

参考文献416

第12章 电光调制417

12.1介电常数张量和折射率椭球417

12.2电光效应和电光张量422

12.3外加电场引起的折射率椭球的变化425

12.4电场作用下晶体主轴坐标变换（一）427

12.5相位调制器434

12.6纵向振幅调制器435

12.7电场作用下晶体主轴坐标变换（二）437

12.8横向振幅调制器444

12.9薄膜调制器446

12.10双波导定向耦合调制器和光开关448

参考文献456

13.1介质的光学非线性457

第13章 非线性光波导457

13.2 NNN型三层非线性光波导458

13.3LNL型三层非线性光波导468

13.4 NLL和NLN型三层非线性光波导470

13.5 NLL和NLN型三层非线性光波导的计算实例476

13.6 NLL型双芯非线性光波导481

13.7 NLN型非线性周期折射率光波导485

参考文献491

附录专业术语索引493