光波學原理與技術應用(第2版)（簡體書）

本書以經典電磁場理論和近代光學為基礎，系統論述了光波的基本原理、光波傳輸規律與特性、光器件設計與研製、光波技術主要應用等。全書共五篇，即基礎篇、運動篇、動力篇、器件篇和應用篇。基礎篇包括光波學基礎知識、光波分析方法和光傳輸介質波導； 運動篇包括光波運動學方程、各向同性介質光傳輸、各向異性介質光傳輸和週期性介質光傳輸； 動力篇包括光波動力學方程、光波與外場作用和光波之間互作用； 器件篇包括光波導調控器件和光波導器件研製； 應用篇包括光測量技術應用、光通信技術應用和光傳感技術應用。
本書結構體系創新，理論與應用並重，內容系統全面，吸納最新科研成果(包括作者本人及合作者的科研成果)，各章附小結、問題與思考，可以作為高等學校物理學、光電子學、光學、光學工程、激光技術、光學儀器、信息與通信技術等專業的研究生和本科生教材，也可作為從事光學工程、光電子技術、光通信技術、光傳感技術、光測量技術工作的工程技術人員和其他相關專業人員的參考書。

張偉剛， 博士生導師，天津市教學名師，哈爾濱工業大學理論物理學碩士，南開大學光學博士。現任南開大學信息技術科學學院現代光學研究所教授；兼任國家自然科學基金同行評議專家、教育部學位與研究生教育發展中心評議專家；《中國激光》雜誌常務編委，中國光學學會光電技術專業委員會委員，中國儀器儀錶學會“光機電技術與系統集成”分會常務理事，天津市光學學會、激光學會常務理事；擔任《Applied Physics Letters》《Optics Letters》《Optics Express》等重要國際期刊審稿人。從事科研和教學工作近40年，承擔國家級、省部級科研課題10多項，獲省(部)級科技發明一等獎、二等獎2項；出版專著及教材10部，發表被SCI、EI、ISTP收錄的學術論文200多篇；獲國家發明及實用新型專利30多項；獲國家級教學成果二等獎3項；主講過10多門本科生和研究生課程，主持國家級精品課、國家級精品在線開放課程“科研方法論”，兼任天津市教學團隊“科學素養與科研方法教學團隊”帶頭人；培養博士和碩士60余人。

目錄
基礎篇

第1章光波學基礎知識

1.1光波特徵參量

1.1.1光波頻率

1.1.2光波波長

1.1.3光波振幅

1.1.4光波相位

1.1.5光波偏振

1.2光波表徵方法

1.2.1三角函數法

1.2.2複數表徵法

1.2.3矢量圖形法

1.3光波基本形態

1.3.1光線與光束

1.3.2高斯光束

1.3.3平面波

1.3.4球面波

1.3.5柱面波

1.3.6抛物面波

1.4光波重要性質

1.4.1獨立傳輸性質

1.4.2反射與折射性質

1.4.3吸收性質

1.4.4色散性質

1.4.5干涉性質

1.4.6衍射性質

1.4.7偏振性質

本章小結

問題與思考

第2章光波分析方法

2.1光波導問題

2.1.1傳輸特點

2.1.2基本問題

2.2基本分析方法

2.2.1光線分析法

2.2.2波動光學法

2.2.3本地平面波法

2.2.4等效分析法

2.3數值分析方法

2.3.1光束傳輸法

2.3.2傳輸矩陣法

2.3.3有限元法

2.3.4有限差分法

本章小結

問題與思考

第3章光傳輸介質波導

3.1光傳輸介質

3.1.1基本概念

3.1.2介質極化

3.1.3介質分類

3.2介質光波導

3.2.1介質波導概述

3.2.2光波導簡介

3.2.3光波導分類

3.3典型光波導

3.3.1平板光波導

3.3.2圓柱光波導

3.3.3微結構光波導

3.3.4彎曲光波導

3.3.5特種光波導

本章小結

問題與思考

運動篇

第4章光波運動學方程

4.1光波場方程

4.1.1基本場方程

4.1.2矢量場方程

4.1.3標量場方程

4.2波導場方程

4.2.1本征方程

4.2.2模式及特點

4.2.3光波導場解

4.3光波運動學方程

4.3.1光波耦合方程

4.3.2典型運動學方程

本章小結

問題與思考

第5章各向同性介質光傳輸

5.1各向同性介質高斯光束

5.1.1類透鏡介質光束傳輸

5.1.2介質的高斯光束傳輸

5.1.3基模高斯光束的特徵

5.1.4高斯光束的高階模

5.2類透鏡介質高斯光束

5.2.1類透鏡高斯光束的傳輸

5.2.2類透鏡高斯光束的變換

5.2.3類透鏡高斯光束簡正模

5.3各向同性介質光脈衝

5.3.1一維脈衝標量光波及特性

5.3.2色散介質的激光脈沖傳輸

5.3.3類透鏡介質的群速度色散

本章小結

問題與思考

第6章各向異性介質光傳輸

6.1各向異性介質的表徵

6.1.1介電張量

6.1.2晶體分類

6.1.3折射率橢球

6.2各向異性介質光傳輸

6.2.1晶體光學基本方程

6.2.2晶體光波傳輸特性

6.2.3晶體邊界的雙折射

6.2.4光波介質損耗影響

6.3各向異性介質旋光特性

6.3.1旋光現象

6.3.2旋光機理

6.3.3偏振態方程

本章小結

問題與思考

第7章週期性介質光傳輸

7.1週期性介質的表徵

7.1.1週期性介質簡介

7.1.2週期性介質分類

7.2週期性介質簡正模理論

7.2.1簡正模與布洛赫波

7.2.2一維週期性介質光傳輸

7.2.3週期性層狀介質光傳輸

7.3週期性介質耦合模理論

7.3.1耦合模理論

7.3.2雙模式耦合

本章小結

問題與思考

動力篇

第8章光波動力學方程

8.1光波動力學一般方程

8.1.1方程一般形式

8.1.2方程複數形式

8.2電光調製動力學方程

8.2.1電光調製方程

8.2.2純相位調製

8.2.3純振幅調製

8.3聲光調製動力學方程

8.3.1聲光調製方程

8.3.2布喇格條件解

8.3.3聲光調製效率

8.4磁光調製動力學方程

8.4.1磁光調製方程

8.4.2旋光方程及求解

8.4.3法拉第旋光角

本章小結

問題與思考

第9章光波與外場作用

9.1光波調製及評價

9.1.1光波調製概述

9.1.2調製光譜分析

9.1.3調製評價指標

9.2光波與電場作用

9.2.1電光效應簡介

9.2.2線性調製原理

9.2.3二次調製原理

9.2.4電光調製方法

9.3光波與聲場作用

9.3.1聲光效應簡介

9.3.2聲光調製原理

9.3.3聲光調製方法

9.4光波與磁場作用

9.4.1磁光效應簡介

9.4.2磁光調製原理

9.4.3磁光調製方法

本章小結

問題與思考

第10章光波之間互作用

10.1 非線性光學概述

10.1.1非線性光學效應

10.1.2非線性光學效率

10.2非線性光學耦合理論

10.2.1非線性光學耦合方程

10.2.2非線性作用能量守恆

10.3二階非線性光學效應

10.3.1三波混頻概論

10.3.2非線性光學係數

10.3.3光二次諧波產生

10.3.4光參量的變換

10.4三階非線性光學效應

10.4.1三階非線性簡介

10.4.2四波混頻簡介

10.4.3相位共軛光波

本章小結

問題與思考

器件篇

第11章光波導調控器件

11.1電光控器件

11.1.1電光調相器件

11.1.2電光調幅器件

11.1.3電光偏轉器件

11.1.4電光耦合器件

11.1.5電光雙穩態器件

11.2磁光控器件

11.2.1磁光調製器件

11.2.2磁光隔離器件

11.2.3磁光環行器件

11.2.4磁光模轉器件

11.2.5磁光讀寫器件

11.3聲光控器件

11.3.1彈光調製器件

11.3.2聲光調製器件

11.3.3聲光偏轉器件

11.4熱光控器件

11.4.1熱光調製器件

11.4.2熱光開關器件

11.5集成光控器件

11.5.1器件發展和特點

11.5.2器件類型及製作

本章小結

問題與思考

第12章光波導器件研製

12.1光波導製作概述

12.1.1光波導材料

12.1.2光波導製作

12.1.3光波導加工

12.2器件設計與研製

12.2.1光波導器件概述

12.2.2光波導器件設計

12.2.3光波導器件製作

本章小結

問題與思考

應用篇

第13章光測量技術應用

13.1光測量導論

13.1.1光測量基礎知識

13.1.2光測量方法技術

13.1.3光測量常用光源

13.1.4光測量用探測器

13.2光測量誤差

13.2.1誤差簡介

13.2.2誤差源

13.2.3誤差分類

13.2.4誤差分析

13.3光測量技術

13.3.1光干涉測量技術

13.3.2光衍射測量技術

13.3.3光全息與散斑測量技術

本章小結

問題與思考

第14章光通信技術應用

14.1光通信導論

14.1.1光通信發展簡史

14.1.2光通信系統結構

14.1.3光通信技術類型

14.2光通信器件

14.2.1光通信有源器件

14.2.2光通信無源器件

14.2.3光通信集成器件

14.3光通信應用

14.3.1多信道複用技術

14.3.2全光纖通信系統

14.3.3光纖通信網簡介

本章小結

問題與思考

第15章光傳感技術應用

15.1光傳感導論

15.1.1光傳感發展簡史

15.1.2光傳感結構原理

15.1.3光傳感特徵類型

15.2光傳感技術

15.2.1光波導傳感技術

15.2.2光柵傳感技術

15.2.3光纖光柵傳感技術

15.3光傳感應用

15.3.1光傳感工業領域應用

15.3.2光傳感農業領域應用

15.3.3光傳感醫療領域應用

15.3.4光傳感環保領域應用

15.3.5光傳感管理領域應用

15.3.6光傳感軍事領域應用

本章小結

問題與思考

參考文獻

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