非綫性光縴光學（第五版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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Govind P. Agrawal（G. P. 阿戈沃） 著，賈東方 等 譯

圖書標籤:

• 非綫性光學
• 光縴光學
• 光縴通信
• 非綫性效應
• 光子學
• 光學物理
• 激光
• 光波導
• 光縴器件
• 光學工程

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121224362

版次：01

商品编码：11428259

包装：平装

丛书名： 经典译丛?光学与光电子学

开本：16开

出版时间：2014-03-01

用纸：胶版纸

页数：464

正文语种：中文

內容簡介

光縴是20世紀的重大發明之一，其導光性能臻於完美，很難想象還會有更好的替代者。本書是光學、光子學和光縴通信領域的重要譯著，主要內容包括脈衝在光縴中的傳輸、群速度色散、自相位調製、光孤子、偏振效應、交叉相位調製、受激喇曼散射、受激布裏淵散射、四波混頻、高非綫性光縴、新型非綫性現象、超連續譜産生等內容，科學歸納為非綫性光縴光學，側重於基本概念和原理，也涉及瞭一些應用。

作者簡介

美國羅切斯特大學光學和物理學教授，曾在法國巴黎綜閤理工學院，紐約城市大學和AT＆T貝爾實驗室任職。Agrawal是美國光學學會（OSA）和電氣電子工程師協會（IEEE）會士，1993年～1998年任JOSA B的副編輯，2001年～2004年任Optics Express的副編輯，目前是OSA期刊Advances in Optics and Photonics編輯委員會的成員。2009年和2010年期間，Agrawal教授任OSA齣版委員會主席，而且是OSA的董事會成員。2012年，Agrawal被IEEE 光子學學會授予量子電子學奬，以錶彰他通過創造性的研究和享有盛譽的原創著作對光縴通信技術作齣的突齣貢獻。

目錄

第1章 導論
1．1 曆史的迴顧
1．2 光縴的基本特性
1．2．1 材料和製造
1．2．2 光縴損耗
1．2．3 色度色散
1．2．4 偏振模色散
1．3 光縴非綫性
1．3．1 非綫性摺射
1．3．2 受激非彈性散射
1．3．3 非綫性效應的重要性
1．4 綜述
習題
參考文獻
第2章 脈衝在光縴中的傳輸
2．1 麥剋斯韋方程組
2．2 光縴模式
2．2．1 本徵值方程
2．2．2 單模條件
2．2．3 基模特性
2．3 脈衝傳輸方程
2．3．1 非綫性脈衝傳輸
2．3．2 高階非綫性效應
2．3．3 喇曼響應函數及其作用
2．3．4 延伸到多模光縴
2．4 數值方法
2．4．1 分步傅裏葉法
2．4．2 有限差分法
習題
參考文獻
第3章 群速度色散
3．1 不同的傳輸區
3．2 色散感應的脈衝展寬
3．2．1 高斯脈衝
3．2．2 啁啾高斯脈衝
3．2．3 雙麯正割脈衝
3．2．4 超高斯脈衝
3．2．5 實驗結果
3．3 三階色散
3．3．1 啁啾高斯脈衝的演化
3．3．2 展寬因子
3．3．3 任意形狀脈衝
3．3．4 超短脈衝測量
3．4 色散管理
3．4．1 群速度色散引起的限製
3．4．2 色散補償
3．4．3 三階色散補償
習題
參考文獻
第4章 自相位調製
4．1 自相位調製感應頻譜變化
4．1．1 非綫性相移
4．1．2 脈衝頻譜的變化
4．1．3 脈衝形狀和初始啁啾的影響
4．1．4 部分相乾效應
4．2 群速度色散的影響
4．2．1 脈衝演化
4．2．2 展寬因子
4．2．3 光波分裂
4．2．4 實驗結果
4．2．5 三階色散效應
4．2．6 光縴放大器中的自相位調製效應
4．3 半解析方法
4．3．1 矩方法
4．3．2 變分法
4．3．3 具體解析解
4．4 高階非綫性效應
4．4．1 自變陡效應
4．4．2 群速度色散對光波衝擊的影響
4．4．3 脈衝內喇曼散射
習題
參考文獻
第5章 光孤子
5．1 調製不穩定性
5．1．1 綫性穩定性分析
5．1．2 增益譜
5．1．3 實驗結果
5．1．4 超短脈衝産生
5．1．5 調製不穩定性對光波係統的影響
5．2 光孤子
5．2．1 逆散射法
5．2．2 基階孤子
5．2．3 二階和高階孤子
5．2．4 實驗驗證
5．2．5 孤子穩定性
5．3 其他類型的孤子
5．3．1 暗孤子
5．3．2 雙穩孤子
5．3．3 色散管理孤子
5．3．4 光相似子
5．4 孤子微擾
5．4．1 微擾法
5．4．2 光縴損耗
5．4．3 孤子放大
5．4．4 孤子互作用
5．5 高階效應
5．5．1 脈衝參量的矩方程
5．5．2 三階色散
5．5．3 自變陡效應
5．5．4 脈衝內喇曼散射
5．5．5 飛秒脈衝的傳輸
習題
參考文獻
第6章 偏振效應
6．1 非綫性雙摺射
6．1．1 非綫性雙摺射的起源
6．1．2 耦閤模方程
6．1．3 橢圓雙摺射光縴
6．2 非綫性相移
6．2．1 無色散交叉相位調製
6．2．2 光剋爾效應
6．2．3 脈衝整形
6．3 偏振態的演化
6．3．1 解析解
6．3．2 邦加球錶示法
6．3．3 偏振不穩定性
6．3．4 偏振混沌
6．4 矢量調製不穩定性
6．4．1 低雙摺射光縴
6．4．2 高雙摺射光縴
6．4．3 各嚮同性光縴
6．4．4 實驗結果
6．5 雙摺射和孤子
6．5．1 低雙摺射光縴
6．5．2 高雙摺射光縴
6．5．3 孤子牽引邏輯門
6．5．4 矢量孤子
6．6 隨機雙摺射
6．6．1 偏振模色散
6．6．2 非綫性薛定諤方程的矢量形式
6．6．3 偏振模色散對孤子的影響
習題
參考文獻
第7章 交叉相位調製
7．1 交叉相位調製感應的非綫性耦閤
7．1．1 非綫性摺射率
7．1．2 耦閤非綫性薛定諤方程
7．2 交叉相位調製感應的調製不穩定性
7．2．1 綫性穩定性分析
7．2．2 實驗結果
7．3 交叉相位調製配對孤子
7．3．1 亮-暗孤子對
7．3．2 亮-灰孤子對
7．3．3 周期解
7．3．4 多耦閤非綫性薛定諤方程
7．4 頻域和時域效應
7．4．1 非對稱頻譜展寬
7．4．2 非對稱時域變化
7．4．3 高階非綫性效應
7．5 交叉相位調製的應用
7．5．1 交叉相位調製感應的脈衝壓縮
7．5．2 交叉相位調製感應的光開關
7．5．3 交叉相位調製感應的非互易性
7．6 偏振效應
7．6．1 交叉相位調製的矢量理論
7．6．2 偏振演化
7．6．3 偏振相關頻譜展寬
7．6．4 脈衝捕獲和壓縮
7．6．5 交叉相位調製感應光波分裂
7．7 雙摺射光縴中的交叉相位調製效應
7．7．1 低雙摺射光縴
7．7．2 高雙摺射光縴
習題
參考文獻
第8章 受激喇曼散射
8．1 基本概念
8．1．1 喇曼增益譜
8．1．2 喇曼閾值
8．1．3 耦閤振幅方程
8．1．4 四波混頻效應
8．2 準連續受激喇曼散射
8．2．1 單通喇曼産生
8．2．2 光縴喇曼激光器
8．2．3 光縴喇曼放大器
8．2．4 喇曼串擾
8．3 短泵浦脈衝的受激喇曼散射
8．3．1 脈衝傳輸方程
8．3．2 無色散情形
8．3．3 群速度色散效應
8．3．4 喇曼感應摺射率變化
8．3．5 實驗結果
8．3．6 同步泵浦光縴喇曼激光器
8．3．7 短脈衝喇曼放大
8．4 孤子效應
8．4．1 喇曼孤子
8．4．2 光縴喇曼孤子激光器
8．4．3 孤子效應脈衝壓縮
8．5 偏振效應
8．5．1 喇曼放大的矢量理論
8．5．2 偏振模色散效應對喇曼放大的影響
習題
參考文獻
第9章 受激布裏淵散射
9．1 基本概念
9．1．1 受激布裏淵散射的物理過程
9．1．2 布裏淵增益譜
9．2 準連續受激布裏淵散射
9．2．1 布裏淵閾值
9．2．2 偏振效應
9．2．3 控製受激布裏淵散射閾值的方法
9．2．4 實驗結果
9．3 光縴布裏淵放大器
9．3．1 增益飽和
9．3．2 放大器設計和應用
9．4 受激布裏淵散射動力學
9．4．1 耦閤振幅方程
9．4．2 利用Q開關脈衝的受激布裏淵散射
9．4．3 受激布裏淵散射感應的摺射率變化
9．4．4 弛豫振蕩
9．4．5 調製不穩定性和混沌
9．5 光縴布裏淵激光器
9．5．1 連續運轉方式
9．5．2 脈衝運轉方式
習題
參考文獻
第10章 四波混頻
10．1 四波混頻的起源
10．2 四波混頻理論
10．2．1 耦閤振幅方程
10．2．2 耦閤振幅方程的近似解
10．2．3 相位匹配效應
10．2．4 超快四波混頻過程
10．3 相位匹配技術
10．3．1 物理機製
10．3．2 多模光縴中的相位匹配
10．3．3 單模光縴中的相位匹配
10．3．4 雙摺射光縴中的相位匹配
10．4 參量放大
10．4．1 早期工作的迴顧
10．4．2 光縴參量放大器的增益譜和帶寬
10．4．3 單泵浦結構
10．4．4 雙泵浦結構
10．4．5 泵浦消耗效應
10．5 偏振效應
10．5．1 四波混頻的矢量理論
10．5．2 參量增益的偏振相關性
10．5．3 綫偏振和圓偏振泵浦
10．5．4 殘餘光縴雙摺射效應
10．6 四波混頻的應用
10．6．1 參量振蕩器
10．6．2 超快信號處理
10．6．3 量子關聯和噪聲壓縮
10．6．4 相敏放大
習題
參考文獻
第11章 高非綫性光縴
11．1 非綫性參量
11．1．1 n2的單位和數值
11．1．2 自相位調製法
11．1．3 交叉相位調製法
11．1．4 四波混頻法
11．1．5 n2值的變化
11．2 石英包層光縴
11．3 空氣包層錐形光縴
11．4 微結構光縴
11．4．1 設計和製造
11．4．2 模式和色散特性
11．4．3 空芯光子晶體光縴
11．4．4 布拉格光縴
11．5 非石英光縴
11．5．1 矽酸鉛光縴
11．5．2 硫化物光縴
11．5．3 氧化鉍光縴
11．6 脈衝在細芯光縴中的傳輸
11．6．1 矢量理論
11．6．2 頻率相關的模式分布
習題
參考文獻
第12章 新型非綫性現象
12．1 孤子分裂和色散波
12．1．1 二階和高階孤子的分裂
12．1．2 色散波産生
12．2 脈衝內喇曼散射
12．2．1 通過孤子分裂增強的喇曼感應頻移
12．2．2 互相關技術
12．2．3 通過喇曼感應頻移調諧波長
12．2．4 雙摺射效應
12．2．5 喇曼感應頻移的抑製
12．2．6 零色散波長附近的孤子動力學
12．2．7 多峰喇曼孤子
12．3 四波混頻
12．3．1 四階色散的作用
12．3．2 光縴雙摺射的作用
12．3．3 參量放大器和波長變換器
12．3．4 可調諧光縴參量振蕩器
12．4 二次諧波産生
12．4．1 物理機製
12．4．2 熱極化和準相位匹配
12．4．3 二次諧波産生理論
12．5 三次諧波産生
12．5．1 高非綫性光縴中的三次諧波産生
12．5．2 群速度失配效應
12．5．3 光縴雙摺射效應
習題
參考文獻
第13章 超連續譜産生
13．1 皮秒脈衝泵浦
13．1．1 非綫性機製
13．1．2 2000年後的實驗進展
13．2 飛秒脈衝泵浦
13．2．1 微結構石英光縴
13．2．2 微結構非石英光縴
13．3 時域和頻域演化
13．3．1 超連續譜的數值模擬
13．3．2 交叉相位調製的作用
13．3．3 交叉相位調製感應的捕獲
13．3．4 四波混頻的作用
13．4 連續（CW）或準連續（quasi-CW）光泵浦
13．4．1 非綫性機製
13．4．2 實驗進展
13．5 偏振效應
13．5．1 雙摺射微結構光縴
13．5．2 近各嚮同性光縴
13．5．3 各嚮同性光縴中的非綫性偏振鏇轉
13．6 超連續譜的相乾性
13．6．1 頻域相乾度
13．6．2 改善相乾性的技術
13．6．3 頻譜非相乾孤子
13．7 光畸形波
13．7．1 脈衝間起伏的L形統計
13．7．2 控製畸形波統計的技術
13．7．3 再論調製不穩定性
習題
參考文獻
附錄A 單位製
附錄B 非綫性薛定諤方程的源代碼
附錄C 縮寫詞
中英文術語對照錶

前言/序言

《非綫性光學導論：從基礎理論到現代應用》 圖書簡介 本書旨在為物理學、電子工程、材料科學等領域的學生、研究人員和專業工程師提供一個全麵而深入的非綫性光學領域導論。內容涵蓋瞭非綫性光學現象的基礎理論、描述性的數學模型、關鍵的實驗技術，以及在現代科技中日益重要的實際應用。本書著重於建立清晰的物理圖像，輔以嚴謹的數學推導，確保讀者能夠紮實地掌握這門復雜而迷人的學科。 第一部分：非綫性光學基礎理論 本部分係統地介紹瞭描述物質與強光相互作用的理論框架。我們從經典的電磁場理論齣發，引入瞭描述介質極化率的宏觀唯象理論，特彆是麥剋斯韋方程組在介質中的非綫性擴展。 核心內容聚焦於介質的非綫性響應函數，即高階極化率張量 $chi^{(n)}$。我們將詳細解析二階非綫性極化 $mathbf{P}^{(2)}$ 和三階非綫性極化 $mathbf{P}^{(3)}$ 的物理起源。對於二階非綫性，我們將深入探討沒有反演對稱性的晶體結構要求，並詳細分析 $chi^{(2)}$ 的各項張量分量在不同晶係中的簡化形式。對於三階非綫性，我們解釋瞭剋爾效應（Kerr effect）的微觀機製，這對於理解自聚焦、自相位調製和四波混頻至關重要。 我們投入大量篇幅講解非綫性光學過程的能帶理論描述，特彆是通過高階微擾理論推導齣的具體錶達式，幫助讀者理解這些宏觀現象與量子力學之間的內在聯係。此外，本書還涵蓋瞭有效介質理論（EMT）在描述復閤材料中非綫性響應方麵的應用。 第二部分：關鍵的二階非綫性過程 本部分聚焦於那些需要材料具備特定晶格對稱性纔能發生的二階過程。 頻率轉換是核心主題。我們首先詳盡闡述二次諧波産生（SHG）的理論，包括相位匹配的必要性、不同相位匹配方案（如雙摺射相位匹配、準相位匹配 QPM）的原理、優缺點及其實現技術。隨後，深入討論和頻産生（SFG）和差頻産生（DFG），這些是實現從紫外到中紅外波段靈活光源的關鍵技術。 另一個重要章節是關於參量過程：參量放大（OPA）和參量振蕩器（OPO）。我們將詳細分析泵浦光、信號光和閑頻光之間的耦閤方程組，求解其動態演化，並討論實現高效率轉換所需的泵浦光特性和晶體設計原則。特彆地，我們將對比傳統腔式OPO和更先進的增益導嚮型OPO（GROPO）的性能。 第三部分：三階非綫性與光縴中的效應 這一部分將焦點轉嚮三階非綫性效應，這些效應在沒有中心對稱性的介質中（如玻璃、空氣和光縴）普遍存在。 光縴中的非綫性是本章的重中之重。我們引入非綫性薛定諤方程（NLSE），這是描述光在光縴中傳播的基石方程。我們將詳盡推導 NLSE，明確包含剋爾非綫性項（自相位調製 SPM）和色散項。對 NLSE 進行分析，解釋自聚焦如何導緻光強在時間和空間上的限製效應。 我們隨後探討 NLSE 的重要解：孤子（Solitons）。詳細介紹第一類和第二類孤子，解釋它們如何剋服色散效應保持波包形狀。針對孤子，我們將深入分析受激拉曼散射（SRS）和受激湯姆孫散射（STRS）對孤子傳輸的限製與利用。 此外，本書還覆蓋瞭其他重要的三階過程：四波混頻（FWM）在光縴通信中的串擾問題，以及自發拉曼散射（SFS）作為光縴放大器增益機製的原理。 第四部分：高級非綫性現象與應用 本部分探討瞭超越傳統理論模型的復雜非綫性現象及其在尖端技術中的應用。 超快光學領域是核心應用方嚮。我們將探討超連續譜（Supercontinuum Generation, SCG）的物理機製，重點分析在具有零色散波長附近工作的微結構光縴（如 PCF）中，孤子衰減和拉曼頻移如何協同作用産生極寬光譜。 我們詳細介紹瞭高次諧波産生（HHG），這是一種將紅外光轉換到極紫外和軟X射綫波段的強大工具。理論上，我們將闡述“階梯模型”（Plateau Model）和“重新散焦模型”（Re-focusing Model），並討論如何通過控製驅動激光場的波形來調控高次諧波的相乾性與能量。 在實驗技術方麵，本書提供瞭關於倍頻晶體選擇、相位匹配優化、鎖模激光器原理（特彆是剋爾型和SESAM鎖模）以及泵浦源特性要求的實用指導。 總結 本書力求在理論深度與應用廣度之間取得平衡。通過對非綫性光學現象背後的基本物理原理的透徹解析，讀者將能夠有效地設計、分析和優化涉及強光與物質相互作用的現代光學係統，為從事光子學、激光技術和量子光學研究奠定堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷是想瞭解一些關於光縴激光器和光放大器的基本原理，沒想到它裏麵關於非綫性效應的講解如此深入。書中對於各種非綫性效應的物理機製的描述非常到位，而且它還會從能量守恒和動量守恒的角度來解釋這些現象，這讓我對光的相互作用有瞭更深刻的理解。我尤其喜歡書中對於多光子吸收和自聚焦效應的講解，這些現象在激光加工和光學成像等領域有著重要的應用。雖然這本書的篇幅不小，但它在內容的取捨上做得很好，不會讓讀者感到冗餘。它更像是一本“百科全書”式的參考書，能夠解答我在學習過程中遇到的各種疑問。對於想要深入瞭解光縴中各種奇妙的非綫性現象的讀者來說，這本書絕對值得擁有。

评分☆☆☆☆☆

這本書的講解方式真的太細膩瞭，我一個初學者，之前對非綫性光縴光學這個領域完全是摸不著頭腦，感覺它就像一個巨大的迷宮。但讀瞭這本書後，那些復雜的概念，比如剋爾效應、受激拉曼散射、受激布裏淵散射等等，都被拆解得非常清晰。作者不是直接拋齣公式，而是從基礎的光學原理入手，一步步地引導讀者理解非綫性效應是如何在光縴中産生的。我特彆喜歡它在解釋一些關鍵現象時，會穿插一些非常形象的比喻，比如把光縴比作一個“響應式”的傳輸介質，當光強發生變化時，它的摺射率也會隨之變化，就像一個人聽到大聲的音樂會做齣更強的反應一樣。而且，書中對數學推導的步驟也講解得非常詳盡，即使我不是數學係的學生，也能大緻跟上思路。偶爾遇到不理解的地方，書中的圖解也給瞭我很大的幫助，那些示意圖畫得很到位，能夠直觀地展示齣光波在非綫性介質中的行為。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度都讓我印象深刻，它不僅僅是停留在理論的層麵，更深入地探討瞭非綫性效應在實際光縴通信係統中的應用。我尤其對其中關於光孤子傳輸的章節感到興奮，這部分內容真是讓我大開眼界，原來通過巧妙地利用非綫性效應，可以剋服色散帶來的限製，實現超長距離、高比特率的光信號傳輸。書中詳細介紹瞭不同類型的孤子，以及它們是如何形成的，並且還討論瞭孤子之間相互作用的復雜性。此外，書中對於受激散射效應的講解也相當到位，它不僅解釋瞭這些現象的物理機製，還探討瞭它們對光信號質量的影響，以及如何通過一些工程手段來抑製或利用它們。總的來說，這本書為我提供瞭一個非常全麵的視角，讓我能夠從更宏觀和實際的角度去理解非綫性光縴光學。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的寫作風格非常有條理，讀起來一點也不費力。作者在組織內容上花瞭很多心思，每個章節都緊密相連，邏輯清晰。它從最基礎的非綫性方程組開始，逐步引入各種復雜的非綫性現象，並且在每個章節的結尾都會有小結，幫助讀者迴顧和鞏固所學內容。我喜歡它那種循序漸進的講解方式，不會讓人一下子 overwhelmed。而且，它在講解一些計算或者模擬方麵的內容時，也會給齣一些指導性的建議，雖然沒有直接給齣代碼，但足夠讓我自己去嘗試實現。這本書就像一個經驗豐富的導師，在你學習的道路上，一步一步地引導你前進，時不時地還會給你一些“貼士”，讓你少走彎路。對於希望係統性學習非綫性光縴光學的人來說，這本書絕對是不可多得的好教材。

评分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和前沿性是我之前沒有想到的。它不僅僅是一本介紹基礎概念的書，更深入地探討瞭一些當前非綫性光縴光學研究領域的熱點問題，比如超快光脈衝的産生和控製、非綫性光學器件的設計等等。我特彆對書中關於受激布裏淵散射抑製的章節印象深刻，其中介紹的分布式布裏淵散射傳感技術，讓我看到瞭非綫性光學在精密測量領域的巨大潛力。書中引用的參考文獻也非常廣泛，能夠幫助我進一步深入研究感興趣的課題。對於那些已經有一定基礎，希望在非綫性光縴光學領域進行深入研究的學者或工程師來說，這本書無疑是一個寶貴的參考資源。它能夠幫助我瞭解最新的研究進展，並啓發我思考新的研究方嚮。

评分☆☆☆☆☆

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第3章 群速度色散第4章 自相位调制第5章 光孤子第6章 偏振效应第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 新型非线性现象第13章 超连续谱产生附录A 单位制附录B 非线性薛定谔方程的源代码附录C 缩写词中英文术语对照表

评分☆☆☆☆☆

不错的参考书。理论推导非常详细。

评分☆☆☆☆☆

好书

评分☆☆☆☆☆

很不错的书籍，又更新了

评分☆☆☆☆☆

非线性光纤光学（第五版）

评分☆☆☆☆☆

这书讲解还是很详细的，对光学专业有一定指导作用

评分☆☆☆☆☆

好?

评分☆☆☆☆☆

挺好的一本书经典

评分☆☆☆☆☆

很经典的一本书，第五版也增加了一些新的内容，翻译的也很好，不过书中有个名词翻译的不是很好："rogue wave"书中翻译成了畸形波，但是国内做这方面的人普遍翻译为“怪波”的。其次我拿到的这本出后边有些缺页，后边的有两个附录和一个中英文术语对照表都没有，我也懒的去换了。