光波学原理与技术应用（第2版）

　　本书以经典电磁场理论和近代光学为基础，系统论述了光波的基本原理、光波传输规律与特性、光器件设计与研制、光波技术主要应用等。全书共五篇，即基础篇、运动篇、动力篇、器件篇和应用篇。基础篇包括光波学基础知识、光波分析方法和光传输介质波导；运动篇包括光波运动学方程、各向同性介质光传输、各向异性介质光传输和周期性介质光传输；动力篇包括光波动力学方程、光波与外场作用和光波之间互作用；器件篇包括光波导调控器件和光波导器件研制；应用篇包括光测量技术应用、光通信技术应用和光传感技术应用。本书结构体系创新，理论与应用并重，内容系统全面，吸纳1新科研成果（包括作者本人及合作者的科研成果），各章附小结、问题与思考，可以作为高等学校物理学、光电子学、光学、光学工程、激光技术、光学仪器、信息与通信技术等专业的研究生和本科生教材，也可作为从事光学工程、光电子技术、光通信技术、光传感技术、光测量技术工作的工程技术人员和其他相关专业人员的参考书。

　　张伟刚 博士生导师，天津市教学名师，哈尔滨工业大学理论物理学硕士，南开大学光学博士。现任南开大学信息技术科学学院现代光学研究所教授；兼任国家自然科学基金同行评议专家、教育部学位与研究生教育发展中心评议专家；《中国激光》杂志常务编委，中国光学学会光电技术专业委员会委员，中国仪器仪表学会“光机电技术与系统集成”分会常务理事，天津市光学学会、激光学会常务理事；担任《Applied Physics Letters》《Optics Letters》《Optics Express》等重要国际期刊审稿人。从事科研和教学工作近40年，承担国级、省部级科研课题10多项，获省（部）级科技发明一等奖、二等奖2项；出版专著及教材10部，发表被SCI、EI、ISTP收录的学术论文200多篇；获国家发明及实用新型专利30多项；获国级教学成果二等奖3项；主讲过10多门本科生和研究生课程，主持国级精品课、国级精品在线开放课程“科研方法论”，兼任天津市教学团队“科学素养与科研方法教学团队”带头人；培养博士和硕士60余人。

目录
基础篇
第1章光波学基础知识
1.1光波特征参量
1.1.1光波频率
1.1.2光波波长
1.1.3光波振幅
1.1.4光波相位
1.1.5光波偏振
1.2光波表征方法
1.2.1三角函数法
1.2.2复数表征法
1.2.3矢量图形法
1.3光波基本形态
1.3.1光线与光束
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光波重要性质
1.4.1独立传输性质
1.4.2反射与折射性质
1.4.3吸收性质
1.4.4色散性质
1.4.5干涉性质
1.4.6衍射性质
1.4.7偏振性质
本章小结
问题与思考
第2章光波分析方法
2.1光波导问题
2.1.1传输特点
2.1.2基本问题
2.2基本分析方法
2.2.1光线分析法
2.2.2波动光学法
2.2.3本地平面波法
2.2.4等效分析法
2.3数值分析方法
2.3.1光束传输法
2.3.2传输矩阵法
2.3.3有限元法
2.3.4有限差分法
本章小结
问题与思考
第3章光传输介质波导
3.1光传输介质
3.1.1基本概念
3.1.2介质极化
3.1.3介质分类
3.2介质光波导
3.2.1介质波导概述
3.2.2光波导简介
3.2.3光波导分类
3.3典型光波导
3.3.1平板光波导
3.3.2圆柱光波导
3.3.3微结构光波导
3.3.4弯曲光波导
3.3.5特种光波导
本章小结
问题与思考
运动篇
第4章光波运动学方程
4.1光波场方程
4.1.1基本场方程
4.1.2矢量场方程
4.1.3标量场方程
4.2波导场方程
4.2.1本征方程
4.2.2模式及特点
4.2.3光波导场解
4.3光波运动学方程
4.3.1光波耦合方程
4.3.2典型运动学方程
本章小结
问题与思考
第5章各向同性介质光传输
5.1各向同性介质高斯光束
5.1.1类透镜介质光束传输
5.1.2介质的高斯光束传输
5.1.3基模高斯光束的特征
5.1.4高斯光束的高阶模
5.2类透镜介质高斯光束
5.2.1类透镜高斯光束的传输
5.2.2类透镜高斯光束的变换
5.2.3类透镜高斯光束简正模
5.3各向同性介质光脉冲
5.3.1一维脉冲标量光波及特性
5.3.2色散介质的激光脉冲传输
5.3.3类透镜介质的群速度色散
本章小结
问题与思考
第6章各向异性介质光传输
6.1各向异性介质的表征
6.1.1介电张量
6.1.2晶体分类
6.1.3折射率椭球
6.2各向异性介质光传输
6.2.1晶体光学基本方程
6.2.2晶体光波传输特性
6.2.3晶体边界的双折射
6.2.4光波介质损耗影响
6.3各向异性介质旋光特性
6.3.1旋光现象
6.3.2旋光机理
6.3.3偏振态方程
本章小结
问题与思考
第7章周期性介质光传输
7.1周期性介质的表征
7.1.1周期性介质简介
7.1.2周期性介质分类
7.2周期性介质简正模理论
7.2.1简正模与布洛赫波
7.2.2一维周期性介质光传输
7.2.3周期性层状介质光传输
7.3周期性介质耦合模理论
7.3.1耦合模理论
7.3.2双模式耦合
本章小结
问题与思考
动力篇
第8章光波动力学方程
8.1光波动力学一般方程
8.1.1方程一般形式
8.1.2方程复数形式
8.2电光调制动力学方程
8.2.1电光调制方程
8.2.2纯相位调制
8.2.3纯振幅调制
8.3声光调制动力学方程
8.3.1声光调制方程
8.3.2布喇格条件解
8.3.3声光调制效率
8.4磁光调制动力学方程
8.4.1磁光调制方程
8.4.2旋光方程及求解
8.4.3法拉第旋光角
本章小结
问题与思考
第9章光波与外场作用
9.1光波调制及评价
9.1.1光波调制概述
9.1.2调制光谱分析
9.1.3调制评价指标
9.2光波与电场作用
9.2.1电光效应简介
9.2.2线性调制原理
9.2.3二次调制原理
9.2.4电光调制方法
9.3光波与声场作用
9.3.1声光效应简介
9.3.2声光调制原理
9.3.3声光调制方法
9.4光波与磁场作用
9.4.1磁光效应简介
9.4.2磁光调制原理
9.4.3磁光调制方法
本章小结
问题与思考
第10章光波之间互作用
10.1非线性光学概述
10.1.1非线性光学效应
10.1.2非线性光学效率
10.2非线性光学耦合理论
10.2.1非线性光学耦合方程
10.2.2非线性作用能量守恒
10.3二阶非线性光学效应
10.3.1三波混频概论
10.3.2非线性光学系数
10.3.3光二次谐波产生
10.3.4光参量的变换
10.4三阶非线性光学效应
10.4.1三阶非线性简介
10.4.2四波混频简介
10.4.3相位共轭光波
本章小结
问题与思考
器件篇
第11章光波导调控器件
11.1电光控器件
11.1.1电光调相器件
11.1.2电光调幅器件
11.1.3电光偏转器件
11.1.4电光耦合器件
11.1.5电光双稳态器件
11.2磁光控器件
11.2.1磁光调制器件
11.2.2磁光隔离器件
11.2.3磁光环行器件
11.2.4磁光模转器件
11.2.5磁光读写器件
11.3声光控器件
11.3.1弹光调制器件
11.3.2声光调制器件
11.3.3声光偏转器件
11.4热光控器件
11.4.1热光调制器件
11.4.2热光开关器件
11.5集成光控器件
11.5.1器件发展和特点
11.5.2器件类型及制作
本章小结
问题与思考
第12章光波导器件研制
12.1光波导制作概述
12.1.1光波导材料
12.1.2光波导制作
12.1.3光波导加工
12.2器件设计与研制
12.2.1光波导器件概述
12.2.2光波导器件设计
12.2.3光波导器件制作
本章小结
问题与思考
应用篇
第13章光测量技术应用
13.1光测量导论
13.1.1光测量基础知识
13.1.2光测量方法技术
13.1.3光测量常用光源
13.1.4光测量用探测器
13.2光测量误差
13.2.1误差简介
13.2.2误差源
13.2.3误差分类
13.2.4误差分析
13.3光测量技术
13.3.1光干涉测量技术
13.3.2光衍射测量技术
13.3.3光全息与散斑测量技术
本章小结
问题与思考
第14章光通信技术应用
14.1光通信导论
14.1.1光通信发展简史
14.1.2光通信系统结构
14.1.3光通信技术类型
14.2光通信器件
14.2.1光通信有源器件
14.2.2光通信无源器件
14.2.3光通信集成器件
14.3光通信应用
14.3.1多信道复用技术
14.3.2全光纤通信系统
14.3.3光纤通信网简介
本章小结
问题与思考
第15章光传感技术应用
15.1光传感导论
15.1.1光传感发展简史
15.1.2光传感结构原理
15.1.3光传感特征类型
15.2光传感技术
15.2.1光波导传感技术
15.2.2光栅传感技术
15.2.3光纤光栅传感技术
15.3光传感应用
15.3.1光传感工业领域应用
15.3.2光传感农业领域应用
15.3.3光传感医疗领域应用
15.3.4光传感环保领域应用
15.3.5光传感管理领域应用
15.3.6光传感军事领域应用
本章小结
问题与思考
参考文献
英文缩略语