高等光学仿真:光波导•激光.pdf

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书籍描述

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《高等光学仿真(MATLAB版):光波导•激光》是由北京航空航天大学出版社出版的。

目录
第1章 光的电磁理论基础
1.1 麦克斯韦电磁理论
1.1.1 麦克斯韦方程组
1.1.2 边界条件
1.1.3 时谐电磁场
1.1.4 电磁场的波动方程
1.2 平面波和叠加原理
1.2.1 平面波
1.2.2 叠加原理
1.3 微分算子
I.3.1 时间微分算子
1.3.2 空间微分算子
1.4 坡印廷矢量
1.4.1 真空中的坡印廷矢量
1.4.2 非传导各向同性介质中的坡印廷矢量
1.5 平面光波在电介质表面的反射和折射
1.5.1 电矢量平行入射面
1.5.2 电矢量垂直入射面
1.5.3 菲涅耳公式
1.5.4 反射率和透射率
1.6 光波由光疏介质进入光密介质
1.6.1 反射率、透射率变化
1.6.2 布鲁斯特角
1.6.3 相位变化
1.7 光波由光密介质进入光疏介质
1.7.1 反射率、透射率变化
1.7.2 全反射
1.7.3 相位变化
1.7.4 倏逝波
1.8 MATLAB预备技能与技巧
1.8.1 向量及其操作
1.8.2 MATLAB基本作图
1.9 习题

第2章 理想平板介质光波导中的光传播特性及仿真
2.1 平板介质光波导一般概念
2.2 平板光波导分析的射线法
2.2.1 振幅反射率和附加相移
2.2.2 特征方程
2.3 平板光波导中的TE模
2.3.1 TE模的电磁理论求解
2.3.2 TE模的特征方程和截止条件
2.3.3 TE模特征方程的MA'11,AB图解
2.3.4 TE模特征方程的MA'ITI,AB数值求解
2.3.5 非对称平面光波导和对称平面光波导
2.3.6 TE模的截止波长
2.3.7 TE模场分布的MATI..AB图示
2.3.8 TE模的传输功率
2.4 平板光波导中的TM模
2.4.1 TM模的电磁理论求解
2.4.2 TM模的特征方程
2.4.3 TM模的截止波长
2.4.4 T'M模的传输功率
2.5 MATLAB预备技能与技巧
2.5.1 MAT工,AB的脚本和函数
2.5.2 函数的函数
2.5.3 方程求根的MATLAB数值解法
2.5.4 方程求根的.MATLAB符号解法
2.6 习题

第3章 光纤中的光传播特性及仿真
3.1 光纤的诞生和光纤通信
3.2 光纤的一般概念
3.2.1 光纤和光缆
3.2.2 光纤的种类
3.2.3 光纤的制造
……
第4章 高斯光束和光纤藕合
第5章 激光原理及仿真
第6章 高功率双包层光纤激光器及仿真
术语索引
参考文献

文摘
版权页:

高等光学仿真:光波导•激光

插图:

高等光学仿真:光波导•激光

1.1 麦克斯韦电磁理论
1.1.1 麦克斯韦方程组
英国物理学家麦克斯韦(1831-1879)是继法拉第之后,集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果,建立了第一个完整的电磁理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性,完成了物理学的又一次大综合。这一自然科学的理论成果,奠定了现代的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
麦克斯韦方程组则是麦克斯韦在19世纪建立的描述电场与磁场的4个基本方程构成的方程组。该方程组具有微分和积分两种形式。在麦克斯韦方程组中,电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律,并预言了电磁波的存在。麦克斯韦提出的涡旋电场和位移电流假说的核心思想是:变化的磁场可以激发涡旋电场,变化的电场可以激发涡旋磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦进一步将电场和磁场的所有规律综合起来,建立了完整的电磁场理论体系。这个电磁场理论体系的核心就是麦克斯韦方程组。
麦克斯韦方程组在电磁学中的地位,如同牛顿运动定律在力学中的地位一样。以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论,是经典物理学最引以自豪的成就之一。它所揭示出的电磁相互作用的完美统一,为物理学家树立了这样一种信念:物质的各种相互作用在更高层次上应该是统一的。另外,这一理论被广泛地应用到技术领域。

内容简介
《高等光学仿真(MATLAB版):光波导•激光》将MATLAB用于光学仿真中,具体介绍了如何利用MATLAB来仿真高等光学中两个举足轻重的研究方向——光波导和激光中的一系列理论模型。通过这些仿真过程和结果能够进一步加深对光波导和激光的理解和应用。全书共6章,分别介绍了光的电磁理论基础;理想平板介质光波导中的光传播特性及仿真;光纤中的光传播特性及仿真;高斯光束和光纤耦合;激光原理及仿真;高功率双包层光纤激光器及仿真。书中大量运用到求解各类模型的数值计算方法及其在MATLAB中的实现,其中主要有方程求根的数值解法、数值积分方法、常微分方程的初值问题数值求解、常微分方程的边值问题数值求解。采用MATLAB中相应的数值求解函数仿真高等光学模型,并结合MATLAB强大的作图功能实现仿真结果的可视化,加深了读者对高等光学问题仿真结果及其物理意义的理解,达到举一反三的效果。
《高等光学仿真(MATLAB版):光波导•激光》可作为高等院校光学、光学工程、光信息科学技术、电子科学技术等有关专业本科生和研究生教材,也可供相应专业的教师和科技工作者参考。

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