非线性光纤光学原理及应用

原 理篇

第1章 导论

1.1 历史的回顾

1.2 光纤的基本特性

1.2.1 材料和制造

1.2.2 光纤损耗

1.2.3 色度色散

1.2.4 偏振模色散

1.3 光纤非线性

1.3.1 非线性折射

1.3.2 受激非弹性散射

1.3.3 非线性效应的重要性

1.4 综述

习题

参考文献

第2章 脉冲在光纤中的传输

2.1 麦克斯韦方程组

2.2 光纤模式

2.2.1 本征值方程

2.2.2 单模条件

2.2.3 基模特性

2.3 脉冲传输方程

2.3.1 非线性脉冲传输

2.3.2 高阶非线性效应

2.4 数值方法

2.4.1 分步傅里叶法

2.4.2 有限差分法

习题

参考文献

第3章 群速度色散

3.1 不同的传输区

3.2 色散感应的脉冲展宽

3.2.1 高斯脉冲

3.2.2 啁啾高斯脉冲

3.2.3 双曲正割脉冲

3.2.4 超高斯脉冲

3.2.5 实验结果

3.3 三阶色散

3.3.1 啁啾高斯脉冲的演化

3.3.2 展宽因子

3.3.3 任意形状脉冲

3.3.4 超短脉冲测量

3.4 色散管理

3.4.1 GVD引起的限制

3.4.2 色散补偿

3.4.3 三阶色散补偿

习题

参考文献

第4章 自相位调制

4.1 自相位调制感应频谱变化

4.1.1 非线性相移

4.1.2 脉冲频谱的变化

4.1.3 脉冲形状和初始啁啾的影响

4.1.4 部分相干效应

4.2 群速度色散的影响

4.2.1 脉冲演化

4.2.2 展宽因子

4.2.3 光波分裂

4.2.4 实验结果

4.2.5 三阶色散效应

4.2.6 光纤放大器中的SPM效应

4.3 半解析方法

4.3.1 矩方法

4.3.2 变分法

4.3.3 具体解析解

4.4 高阶非线性效应

4.4.1 自陡峭效应

4.4.2 GVD对光波冲击的影响

4.4.3 脉冲内喇曼散射

习题

参考文献

第5章 光孤子

5.1 调制不稳定性

5.1.1 线性稳定性分析

5.1.2 增益谱

5.1.3 实验结果

5.1.4 超短脉冲产生

5.1.5 调制不稳定性对光波系统的影响

5.2 光孤子

5.2.1 逆散射法

5.2.2 基阶孤子

5.2.3 高阶孤子

5.2.4 实验验证

5.2.5 孤子稳定性

5.3 其他类型的孤子

5.3.1 暗孤子

5.3.2 色散管理孤子

5.3.3 双稳孤子

5.4 孤子微扰

5.4.1 微扰法

5.4.2 光纤损耗

5.4.3 孤子放大

5.4.4 孤子互作用

5.5 高阶效应

5.5.1 脉冲参量的矩方程

5.5.2 三阶色散

5.5.3 自陡峭效应

5.5.4 脉冲内喇曼散射

5.5.5 飞秒脉冲的传输

习题

参考文献

第6章 偏振效应

6.1 非线性双折射

6.1.1 非线性双折射的起源

6.1.2 耦合模方程

6.1.3 椭圆双折射光纤

6.2 非线性相移

6.2.1 无色散交叉相位调制

6.2.2 光克尔效应

6.2.3 脉冲整形

6.3 偏振态的演化

6.3.1 解析解

6.3.2 邦加球表示法

6.3.3 偏振不稳定性

6.3.4 偏振混沌

6.4 矢量调制不稳定性

6.4.1 低双折射光纤

6.4.2 高双折射光纤

6.4.3 各向同性光纤

6.4.4 实验结果

6.5 双折射和孤子

6.5.1 低双折射光纤

6.5.2 高双折射光纤

6.5.3 孤子牵引逻辑门

6.5.4 矢量孤子

6.6 随机双折射

6.6.1 偏振模色散

6.6.2 NLS方程的矢量形式

6.6.3 PMD对孤子的影响

习题

参考文献

第7章 交叉相位调制

第8章 受激喇曼散射

第9章 受激布里渊散射

第10章 四波混频

第11章 高非线性光纤

第12章 新型非线性现象

应用篇

第1章 光纤光栅

第2章 光纤耦合器

第3章 光纤干涉仪

第4章 光纤放大器

第5章 光纤激光器

第6章 光脉冲压缩

第7章 光纤通信

第8章 光学信号处理

第9章 高非线性光纤

第10章 量子应用

附录A 单位制

附录B 缩写词

附录C 非线性薛定谔方程的数值代码

《非线性光纤光学原理及应用（第2版）》内容丰富翔实，是理论和实践、基础和前沿紧密结合的典范，其独特之处是全面覆盖了非线性光纤光学学科，涵盖了与该领域有关的所有课题的最新研究成果。这一特点使该书不仅适合作为教材，也是相关领域的科学家和工程师的一本重要的参考书。
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　　应用篇重点是非线性光纤光学在光波技术、光纤通信等领域中的应用。主要内容包括光纤光栅、光纤耦合器、光纤干涉仪、光纤放大器和光纤激光器、光脉冲压缩、光纤通信、光学信号处理、高非线性光纤和量子应用。与前版相比，除新增光学信号处理、高非线性光纤和量子应用这三章以外，几乎各章节也都有所修订，尤以第7章和第8章更新得较多。

自1989年Nonlinear Fiber Optics和2001年Applications of Nonlinear Fiber Optics出版，多年来一直受到学术界和产业界的认可，是国际上公认的非线性光纤光学领域的权威之作。随着非线性光纤光学的迅速发展，作者对其内容不断地更新和扩充。《非线性光纤光学原理及应用（第二版）》为上述两《非线性光纤光学原理及应用（第二版）》的最新版合译本，其中前者作为原理篇，后者作为应用篇。