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第一章平面介质波导理论4

1.1 二维均匀波导的射线分析4

1.1.1 波导模式的基本概念4

1.1.2 导模的色散方程5

1.1.3 截止频率和模式数量7

1.1.4 Goos-H？nchen位移和波导有效厚度8

1.1.5 波导损耗9

1.2 二维均匀波导的电磁场分析10

1.2.1 三层平板波导10

1.2.2 四层非对称平板波导14

1.2.3 五层对称平板波导15

1.2.4 W波导17

1.3 二维非均匀波导17

1.3.1 波动方程17

1.3.2 平方律波导18

1.3.3 指数型波导21

1.3.4 Epstein层折射率分布23

1.4 二维非均匀波导的近似分析26

1.4.1 微扰法26

1.4.2 WKB法28

1.4.3 变分法29

1.5 三维波导31

1.5.1 电磁场模式的近似分析31

1.5.2 有效折射率法35

1.5.3 非均匀矩形波导36

1.5.4 分支波导38

第二章耦合模理论41

2.1 耦合模方程41

2.2 两同向波间的耦合47

2.3 两反向波间的耦合50

2.3.1 耦合方程及功率分布50

2.3.2 应用举例52

2.4 导模与辐射模间的耦合54

2.5.1 各向异性介质中光的传输58

2.5 各向异性介质中的模式耦合58

2.5.2 外场作用下介质中光的传输59

2.5.3 TE？TM模转换器62

第三章非线性光波导65

3.1 光波导中非线性相互作用的基本理论65

3.2 非线性光波导中的相位匹配68

3.3 二阶非线性集成光学及其应用72

3.3.1 混频72

3.3.2 参量放大和参量振荡74

3.3.3 光学信息处理76

3.4 三阶非线性集成光学及其应用77

3.4.1 光致折射率变化77

3.4.2 导波的传输特性78

3.4.3 三阶非线性集成光学的应用80

第四章导波光学器件82

4.1 光耦合器82

4.1.1 耦合器参量与模场匹配82

4.1.2 光纤与波导的耦合85

4.1.3 棱镜波导耦合器86

4.1.4 光栅耦合器90

4.1.5 其它耦合方式93

4.2 波导光栅器94

4.2.1 周期结构波导场解94

4.2.2 Bragg条件及耦合波方程98

4.2.3 平面波导偏转光栅特性101

4.2.4 偏转耦合系数及其计算106

4.2.5 光栅损耗109

4.2.6 波导光栅器109

4.3 波导调制器与光开关115

4.3.1 光调制器的基本概念115

4.3.2 电光波导调制器和开关118

4.3.3 声光波导调制器134

4.3.4 磁光波导调制器141

4.3.5 热光波导调制器和开关143

4.4.1 波导反射镜147

4.4 波导几何光学器件147

4.4.2 波导棱镜148

4.4.3 波导透镜148

4.4.4 波导偏振器158

4.5 光逻辑器161

4.5.1 电光逻辑单元162

4.5.2 波导光学双稳态器件164

5.1 分布反馈和分布布拉格（Bragg）反射式激光器170

第五章半导体集成光学器件170

5.1.1 耦合波方程及其解171

5.1.2 阈值增益和振荡模式175

5.1.3 DFB激光器的结构与特性177

5.2 量子阱激光器182

5.2.1 基本概念182

5.2.2 工作原理189

5.2.3 实验结果196

5.3.1 物理机制203

5.3 半导体光学双稳态器件（SBOD）203

5.3.2 实验结果207

5.3.3 应用举例214

5.4 集成激光器与光电集成回路（OEIC或PIC）216

5.5 无内增益的光探测器217

5.5.1 耗尽层光电探测器218

5.5.2 肖特基（Schottky）势垒光电探测器223

5.6 具有内增益的光探测器224

5.6.1 工作原理224

5.6.2 典型器件结构226

5.7 长波长半导体光探测器227

5.8 集成波导探测器229

5.8.1 混合集成探测器229

5.8.2 单片集成探测器229

5.8.3 集成收发合用器232

5.8.4 集成双波长探测器234

5.8.5 集成PIN/FET器件235

5.8.6 光晶体管236

6.1 集成光学器件的材料237

第六章集成光学器件的制造工艺及波导参量的测试237

6.1.1 无定形体材料238

6.1.2 铁电体材料239

6.1.3 半导体材料242

6.2 集成光学器件的制作工艺244

6.2.1 波导的制作244

6.2.2 图形的写入与形成249

6.3.1 折射率和厚度的测定252

6.3 光波导主要参量的测定252

6.3.2 波导损耗的测量255

6.4 光栅的制作技术及参量测试257

6.4.1 光栅制作技术257

6.4.2 光栅参量测试262

第七章集成光路的应用及其发展263

7.1 半导体单片集成光路263

7.1.1 光器件的单片集成263

7.1.2 光电子单片集成265

7.2.1 IOSA的工作原理270

7.2 集成光学频谱分析器（IOSA）270

7.2.2 IOSA设计考虑272

7.3 开关网络275

7.3.1 定向耦合器型开关网络275

7.3.2 TIR型开关网络276

7.4 集成光学卷积器和相关器277

7.4.1 卷积器277

7.3.3 分支波导型开关网络277

7.4.2 相关器279

7.5 集成光学A/D（D/A）转换器280

7.5.1 A/D转换器280

7.5.2 D/A转换器283

7.6 集成光学运算器284

7.7 集成光学传感器285

7.8 集成光学的发展289

主要参考文献292