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目录1

第一章 高斯光束1

§1.1电磁场的运动方程2

1．麦克斯韦方程组2

2．物质方程3

3．边值关系4

4．能量密度和能流密度5

5．波动方程6

1．单色平面波7

§1.2平面电磁波7

2．等相面和相速10

3．平面波的偏振态12

4．光强13

§1.3球面波和任意简谐波16

1．球面波16

2．任意简谐波18

3．波包和群速19

4．程函方程与光线方程24

1波动方程的基模解28

§1.4基模高斯光束28

2．基模高斯光束的场分布与传输特点31

§1.5高阶模解——厄密－高斯光束39

1．厄密－高斯光束39

2．场的横向分布43

§1.6高阶模解——拉革尔－高斯光束49

1拉革尔－高斯光束49

2．场的横向分布52

1．基模椭圆高斯光束59

§1.7椭圆高斯光束59

2．场分布及传输特点62

3．高阶模椭圆高斯光束65

§1.8矢量高斯光束66

1．复点源概念66

2．偶极场69

3．近似处理72

第二章 高斯光束的衍射78

§2.1惠更斯－菲湼耳原理78

1．惠更斯－菲涅耳原理78

2．傍轴近似81

3．菲涅耳近似和夫琅和费近似82

§2.2高斯光束的夫琅和费衍射85

1高斯光束夫琅和费单缝衍射85

2．高斯光束夫琅和费圆孔衍射90

§2.3高斯光束的菲湼耳衍射97

1．高斯光束菲涅耳圆孔衍射97

2．与球面波菲涅耳圆孔衍射的比较98

3．菲涅耳衍射的应用102

1．基模高斯光束的衍射损耗及有效通光孔径108

§2.4高斯光束的衍射解释108

§2.5高斯光束的衍射损耗108

2．高阶模高斯光束的衍射损耗110

3．横模限制118

第三章 高斯光束的传输与变换122

§3.1高斯光束的传输122

1球面波的传输122

2．高斯光束的传输123

1．透镜的变换性质125

§3.2高斯光束的透镜变换125

2．球面波的透镜变换126

3．高斯光束的透镜变换128

4．结果分析130

5．高斯光束的聚焦135

§3.3望远镜系统对高斯光束的变换138

1．望远镜系统的变换138

2．准直141

3．发射144

1．简单光学元件或结构的光线矩阵151

§3.4光线矩阵151

2．复杂光学系统的光线矩阵153

3．组合矩阵156

§3.5 ABCD定则161

1．ABCp定则161

2．光学谐振腔163

3．光导管——类透镜介质167

§3.6高斯光束的图解法173

1．柯林斯图173

2．∑圆π圆图177

1．高斯光束在椭球界面上的反射和折射181

§3.7在椭球界面斜入射情况下高斯光束的反射和折射181

2．矩阵表示189

3．透镜的结构参数与光学参数192

§3.8模耦合及匹配203

1．模耦合系数203

2．几种模匹配方式206

§3.9高斯光束在增益（损耗）平方分布介质中的传播211

1．波动方程的近似解211

2．结果分析215

§4.1光学谐振腔的研究方法235

1．谐振腔的衍射理论235

§3.10高斯光束在各向异性介质中的传播235

第四章 激光束与光学谐振腔235

2．谐振腔的光束传输分析方法238

3．几何光学分析方法239

§4.2谐振腔参数与模参数关系的一般描述240

1．多元件复杂谐振腔的稳定性条件240

2．腔－膜参数关系式241

3．稳定腔的本征值和腔模的谐振频率243

4．复杂非稳腔特性的描述245

5．镜面反射率为高斯分布的谐振腔256

6．相位复共轭谐振腔264

7．模匹配概念在谐振腔计算中的应用270

§4.3单透镜谐振腔的分析272

1．单透镜谐振腔的稳定性条件272

2．单透镜谐振腔内的光束参数285

3．单透镜谐振腔的热扰稳定性条件290

4．非稳单透镜谐振腔的共轭点光束298

5．关于等价谐振腔300

1．G参数与稳定性条件305

§4.4腔内含有两个透镜的谐振腔的分析305

2．望远镜谐振腔（稳定腔）内的光束参数319

3．非稳望远镜谐振腔的共轭点光束参数322

4．望远镜谐振腔的热扰稳定性条件326

§4.5含有三个透镜的谐振腔的分析330

1．G参数与稳定区330

2．腔内光束参数337

3．非稳定三透镜谐振腔的共轭点光束参数351

4．热透镜焦距的等价361

1．拆叠谐振腔的分析363

5．关于符号规定的说明363

§4.6折叠谐振腔和环形谐振腔的分析363

2．环形谐振腔的分析376

3．四镜环形谐振腔的分析387

4．单球面镜环形腔和多镜环形腔的分析394

5．非稳环形腔402

第五章 导波光学基础408

§5.1平板波导——光线分析法408

1．平板波导的一般分析408

2．色散方程410

3．TE模和TM模411

4．色散方程的图解法413

5．导模截止416

6．古斯－汉欣（Goos-Hanchen）位移419

7．功率流421

§5.2平板波导——电磁理论分析法425

1．TE模425

2．TM模428

§5.3矩形介质波导430

1．马可蒂里近似解430

2．模方程的近似解435

3．结果分析436

4．Emnx模437

§5.4圆柱波导438

1．数值孔径438

2．波动方程的标量解440

3．用轴向场表示横场442

4．边界条件及特征方程446

5．导模截止450

6．场型图456

1．波导的衰减461

§5.5衰减和色散461

2．色散471

§5.6耦合模理论480

1．耦合模方程480

2．矩形栅状结构波导的反射与透射487

3．分布反馈激光器490

§5.7光束耦合494

1．直接耦合494

2．棱镜耦合及光栅耦合498