光纤光学

第1章 光纤传输的基本理论

1.1 引言

1.2 均匀折射率光纤的光线理论

1.2.1 子午光线的传播

1.2.2 斜光线的传播

1.2.3 光纤的弯曲

1.2.4 光纤端面的倾斜效应

1.2.5 圆锥形光纤

1.3 变折射率光纤的光线理论

1.3.1 程函方程

1.3.2 光线方程

1.3.3 变折射率光纤中的光线分析

1.4 光波导的一般理论——正规光波导

1.4.1 麦克斯韦方程组

1.4.2 波动方程

1.4.3 模式

1.4.4 模式场的纵、横向分量

1.5 均匀折射率光纤的波动理论

1.5.1 矢量模

1.5.2 线偏振模与标量法

1.5.3 二层均匀光纤

1.5.4 电磁场分布图

1.6 变折射率光纤的波动理论

1.6.1 引言

1.6.2 平方律光纤的解析解

1.6.3 级数近似解

1.7 均匀折射率单模光纤的分析

1.7.1 引言

1.7.2 基本性质

1.7.3 功率分布_

1.8 变折射率单模光纤的分析

1.8.1 等效平方律折射率光纤法

1.8.2.等效阶跃折射率光纤法

1.9 非正规光波导的模耦合方程

1.9.1 非正规光波导

1.9.2 非正规光波导的模耦合方程（矢量模耦合方程）

思考题与习题

参考文献

第2章 光纤的特性

2.1 引言

2.2 光纤的损耗

2.2.1 吸收损耗

2.2.2 散射损耗

2.3 光纤的色散

2.3.1 概述

2.3.2 多模色散

2.3.3 波长色散

2.3.4 各种色散大小的比较

2.4 单模光纤的设计

2.4.1 引言

2.4.2 截止条件

2.4.3 等效阶跃折射率光纤

2.4.4 色散特性

2.5 偏振保持光纤简介

2.5.1 引言

2.5.2 偏振保持光纤的结构类型

2.6 弹光效应

2.7 光纤中产生双折射的原因

2.7.1 于芯的椭圆度引起的双折射

2.7.2 应力引起的双折射

2.7.3 弯曲引起的双折射

2.7.4 扭曲引起的双折射

2.7.5 外场引起的双折射

2.7.6 减小双折射影响的特殊措施

2.8 偏振光在光纤中的传输

2.8.1 偏振光的矩阵表示法——Jones矢量法

2.8.2 Jones矩阵法在光纤中的应用

2.8.3 单模光纤在外力作用下引起双折射效应的Jones矩阵

2.8.4 Poincare球图示法

思考题与习题

参考文献

第3章 光纤中的非线性效应

3.1 引言

3.2 基本原理

3.2.1 非线性极化

3.2.2 受激非弹性散射

3.2.3 基本传输方程

3.2.4 非线性脉冲传输

3.3 自相位调制

3.3.1 非线性相移

3.3.2 脉冲形状和初始啁啾的影响

3.4 光纤中的光孤子

3.4.1 概述

3.4.2 脉冲演化

3.4.3 基态孤子

.3.4.4 暗孤子

3.5 交叉相位调制

3.6 受激拉曼散射

3.6.1 拉曼增益谱

3.6.2 拉曼阈值

3.6.3 光纤拉曼散射的应用

3.7 受激布里渊散射

3.7.1 概述

3.7.2 布里渊增益谱

3.7.3 受激布里渊散射的应用

3.8 四波混频

3.8.1 四波混频原理

3.8.2 多模光纤中的相位匹配

3.8.3 单模光纤中的相位匹配

3.8.4 双折射光纤中的相位匹配

思考题与习题

参考文献

第4章 光纤的连接和处理

4.1 引言

4.2 光纤弯曲损耗

4.2.1 光纤的宏弯损耗

4.2.2 微弯引起的光纤损耗

4.3 光纤和光源的连接

4.3.1 半导体激光器和光纤的连接

4.3.2 半导体发光二极管和光纤的耦合

4.4 光纤和光纤的连接

4.4.1 多模光纤和多模光纤的直接耦合

4.4.2 单模光纤和单模光纤直接耦合

4.5 光纤端面的处理

4.5.1 涂覆层剥除

4.5.2 光纤端面制备

4.5.3 光纤端面质量的检验

4.6 光纤的固定连接

4.6.1 光纤对准调节

4.6.2 光纤的固定

4.7 光纤熔接

4.7.1 概述

4.7.2 影响光纤熔接性能的因素

4.7.3 光纤熔接中容易出现的问题与解决方法

4.8 侧边抛磨光纤

4.8.1 引言

4.8.2 侧边抛磨光纤的制备

4.8.3 侧边抛磨光纤的应用

4.9 光纤的腐蚀

……

第5章 特种光纤

第6章 光纤特征参数的测量

第7章 光纤无源及有源器件

第8章 光纤传输数据和图像

第9章 光纤传感器

第10章 光纤设计和制造

参考文献

本书从光的电磁理论出发，全面地论述了光在光纤中传输和传感的基本特性及应用。具体内容包括：均匀折射率和非均匀折射率光纤的传输理论（光线理论、波动理论、模耦合理论、非线性理论）；光纤的损耗、色散、偏振以及非线性特性；光纤设计，光纤的连接和处理，参数测量的基本方法；光纤有源和无源器件，各类特种光纤的简介；光纤在传输数据和图像、传感方面的应用，等等。本书可作为高等院校激光、光电子、光学仪器以及物理等专业的研究生教材，也可供上述专业的大学生和科技工作者学习和参考。

内容全面——《光纤光学：原理与应用》较全面地介绍了《光纤光学》的内容．其中包括：光纤的传输和传感理论（光纤中光波传输的光线理论和波动理论，非线性理论，光纤的损耗，色散和偏振特性等）：光纤的种类（包括各种结构和材质的光纤）；光纤的应用（制造光纤器件、传输信号、图像和能量，以及传感等）；
侧重基础——《光纤光学：原理与应用》注重对《光纤光学》基本概念和理论分析结果的物理意义的阐述；
学以致用——《光纤光学：原理与应用》较全面地介绍了光纤的主要应用，其中包括应用的基本原理，应用中要注意的一些实际问题，以及一些应用实例和典型参数。