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目录1

引言1

第一章光纤导波基本方程9

§1—1 光学的基本原理和定律9

一、基本定律9

二、费马原理9

三、惠更斯原理10

§1—2 麦克斯韦方程11

§1—3 波动方程15

一、波动方程的基本形式15

二、亥姆霍兹（Helmheltz）方程16

§1—4 单色平面波17

一、波矢量17

二、相速度和群速度18

三、反射和折射（Frensnel公式）20

四、全偏振角——布勒斯特角（Brewsterangle ）21

五、全反射原理22

§1—5 光线方程24

一、光程函数（eikonal）24

二、光线方程25

第二章 光纤导波理论27

§2—1 折射率均匀芯光纤的光线原理27

一、子午光线的传播27

二、斜光线的传播28

三、光纤的弯曲31

四、端面倾斜效应（看其数值孔径的变化）33

五、圆锥形光纤36

一、模的物理意义和分类40

§2—2 折射率均匀芯光纤的波动理论40

二、波动方程的标量解法41

三、波动方程的矢量解法50

四、模传播的分析55

§2—3 折射率梯度芯光纤的光线理论58

一、直角坐标下的光线方程59

二、圆柱坐标下的光线方程61

三、数值孔径的变化63

§2—4 非均匀折射率芯光纤的波动理论64

一、W.K.B近似法64

二、变分法73

三、幂级数法76

四、分离变量近似解77

五、瓦坦克（whittarer）方程近似解81

一、本征吸收82

第三章 光纤的损耗和色散82

§3—1 光纤的损耗机理82

二、杂质吸收83

三、散射损耗85

§3—2 光的色散和延时85

一、时间延时的表示式85

二、多模光纤的延时86

三、均匀芯光纤的材料色散和波导色散88

四、非均匀光纤的时延89

第四章 单模光纤原理91

§4—1 单模光纤方程91

一、折射率均匀芯光纤方程解的分析91

二、梯度折射率芯光纤方程解的分析91

三、W形光纤94

§4—2 偏振和双折射96

一、基模的偏振参量96

二、双折射单模光纤的分类98

三、传输矩阵99

§4—3 特性测试102

一、模场直径102

二、截止波长103

三、拍长Lb104

第五章 光纤中的非线性效应110

§5—1 介质中的散射和非线性系数110

一、瑞利（Lord Roy leigh）散射110

二、非线性折射系数111

三、非线性波动方程112

§5—2 非线性效应112

一、受激喇曼散射113

二、双光子吸收116

三、四波混频117

四、布里渊散射118

五、克尔效应120

六、二次谐波120

§5—3 光纤放大器121

一、掺铒光纤放大器原理121

二、掺铒光纤放大器的实验系统125

第六章 光纤中孤子传输127

§6—1 光脉冲的展宽128

一、单模光纤中的色散128

二、光束的自相位调制（SPM）129

§6—2 光孤子方程129

一、脉冲宽度的压缩131

§6—3 光孤子的传输131

二、脉冲能量的补偿132

§6—4 孤子光源134

一、孤子激光器134

二、光纤喇曼？丁？光器（FRASL）134

第七章 导波元件136

§7—1 各种类型的光纤136

一、多模光纤和单模光纤136

二、塑料光纤138

三、红外和紫外光纤139

四、激光光纤、发光光纤和耐辐射光纤141

五、液芯光纤141

§7—2 光纤元件141

一、光纤元件的主要特性142

二、柔软光纤束154

三、光纤面板159

§7—3 梯度折射率自聚焦透镜162

一、聚焦纤维透镜的折射率分布162

二、聚焦纤维中的光线轨迹164

三、成像特性168

§7—4 锥形聚焦纤维透镜177

§7—5 发散纤维透镜182

附录186

一、矢量运算公式186

二、几种特殊函数187

三、变分符号189

四、光纤的耦合方程190

参考文献192