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內容簡介

本書共分12章，第1章緒論主要介紹無綫電波的三種通信傳播方式和有綫光縴通信係統。第2~7章結閤光的電磁特性講解電磁場與波的基礎知識，包括電磁場的基本規律、電磁波的基本特性、電磁波的損耗和色散、電磁波的反射與透射、導波係統的電磁場分析、光諧振器件。第8~12章是電磁場與波的基礎知識在光縴通信中的推廣應用，包括光縴的導光原理、耦閤模理論及其應用、多層介質的轉移矩陣法、光學非綫性效應、數值計算方法。

目錄

第1章 緒論
1.1 電磁頻譜
1.2 電磁輻射
1.2.1 時變電磁場激發
1.2.2 電偶極子的輻射場
1.2.3 天綫的方嚮性
1.3 無綫電波傳播
1.3.1 地麵波傳播
1.3.2 天波傳播
1.3.3 視綫傳播
1.4 光縴通信
1.4.1 光學理論體係
1.4.2 通信係統組成
1.4.3 數字光縴通信係統
1.4.4 光縴通信關鍵技術
1.5 本書內容安排

第2章 電磁場的基本規律
2.1 電磁場的基本定律
2.1.1 電荷守恒定律
2.1.2 庫侖定律
2.1.3 安培定律
2.1.4 法拉第電磁感應定律
2.2 媒質的電磁特性
2.2.1 電介質的極化
2.2.2 磁介質的磁化
2.2.3 導電媒質的傳導特性
2.3 麥剋斯韋方程組
2.3.1 矢量場的亥姆霍茲定理
2.3.2 積分形式
2.3.3 微分形式
2.3.4 兩種形式之間的轉換
2.4 電磁場的邊界條件
2.4.1 邊界條件的一般形式
2.4.2 理想導體的邊界條件
2.4.3 理想介質的邊界條件
2.4.4 導電媒質的邊界條件
2.5 靜態電磁場特性
2.5.1 靜電場
2.5.2 恒定電場
2.5.3 恒定磁場
2.6 電磁場的唯一性定理
2.6.1 靜態場的唯一性定理
2.6.2 時變場的唯一性定理
2.7 典型例題分析

第3章 電磁波的基本特性
3.1 電磁波的波動方程
3.1.1 各嚮同性介質情形
3.1.2 電極化微擾情形
3.2 電磁能量守恒定理
3.3 時諧電磁場的復數錶示
3.4 均勻平麵電磁波
3.5 電磁波的極化特性
3.5.1 極化的概念
3.5.2 光偏振態的瓊斯矢量錶示
3.5.3 斯托剋斯參量與邦加球
3.6 典型例題分析

第4章 電磁波的損耗和色散
4.1 電磁波的損耗特性
4.1.1 媒質損耗的分類
4.1.2 平均坡印亭矢量定理
4.1.3 導電媒質中的均勻平麵波
4.2 電磁波的色散特性
4.3 光縴的損耗和色散
4.3.1 光縴損耗譜麯綫
4.3.2 光縴的色散類型
4.4 典型例題分析

第5章 電磁波的反射與透射
5.1 反射與透射的一般規律
5.1.1 反射定律與摺射定律
5.1.2 斜入射情形的菲涅爾公式
5.1.3 半波損失、全反射和全透射
5.2 垂直入射到分界麵的情形
5.2.1 導電媒質分界麵
5.2.2 理想導體分界麵
5.2.3 理想介質分界麵
5.2.4 三層介質分界麵
5.3 晶體的雙摺射
5.3.1 摺射率橢球
5.3.2 雙摺射現象
5.3.3 各嚮異性傳播特性
5.4 典型例題分析

第6章 導波係統的電磁場分析
6.1 均勻導波係統
6.1.1 導波係統分類
6.1.2 導行電磁波的波形
6.2 矩形金屬波導管
6.2.1 電磁場的模式分布
6.2.2 導波傳播特性
6.2.3 模式的截止特性
6.2.4 矩形波導的傳輸功率
6.3 平闆介質波導
6.3.1 TE波的色散方程和場解
6.3.2TM波的色散方程和場解
6.3.3 光導模的截止厚度
6.3.4 本徵模式的正交歸一化
6.4 矩形介質波導
6.5 等效摺射率方法
6.5.1 色散方程的幾何光學分析
6.5.2 等效摺射率方法的處理步驟
6.6 典型例題分析

第7章 光諧振器件
7.1 諧振腔的Q值
7.2 光學諧振腔
7.3F-P腔光濾波器
7.3.1 光濾波器透射特性
7.3.2 光時鍾提取功能
7.4 環形諧振器
7.4.1 環形諧振腔結構
7.4.2 環形諧振器的串聯
7.5 典型例題分析

第8章 光縴的導光原理
8.1 光縴的結構
8.2ITU-T標準光縴
8.3 光縴的電磁場分析
8.3.1 光縴中的導波光場
8.3.2 光縴特徵方程與模式
8.3.3 弱導近似下的LP模
8.3.4 單模傳輸條件
8.4 多模光縴的幾何光學分析
8.4.1 階躍型多模光縴
8.4.-2漸變型多模光縴

第9章 耦閤模理論及其應用
9.1 耦閤模微擾方程
9.1.1 頻域微擾波動方程
9.1.2 導波光的耦閤模方程
9.2 光縴耦閤器
9.3 光縴光柵
9.3.1 光縴光柵分類與製作
9.3.2 光縴光柵的耦閤模分析
9.3.3 兩種光縴光柵的比較
9.4 電光調製器
9.4.1 綫性電光效應
9.4.2 鈮酸鋰光調製器
9.5 磁光器件
9.5.1 磁光效應的介電係數張量
9.5.2 磁光耦閤模方程
9.5.3 光隔離器工作原理

第10章 多層介質的轉移矩陣法
10.1 導波光的橫嚮場量錶示
10.2 介質層的轉移矩陣
10.2.1 非磁性介質層
10.2.2 磁光介質層
10.2.3 轉移矩陣的歸一化錶示
10.3 反射率和透射率的計算

第11章 光學非綫性效應
11.1 光縴的非綫性極化
11.2 剋爾非綫性薛定諤方程
11.3 光縴的非綫性效應
11.3.1 自相位調製
11.3.2 交叉相位調製
11.3.3 四波混頻參量過程
11.3.4 受激拉曼散射
11.3.5 受激布裏淵散射
11.4 多種效應作用下的耦閤模方程
11.4.1 通用形式的耦閤模方程
11.4.2 矽波導的非綫性效應

第12章 數值計算方法
12.1 時域有限差分法
12.1.1 常用的差分格式
12.1.2 低維波導中的麥剋斯韋方程
12.1.3 時域有限差分方程及其求解
12.1.4 數值求解的穩定性
12.1.5 吸收邊界條件
12.2 光束傳播法
12.2.1 非均勻介質中的亥姆霍茲方程
12.2.2 慢變包絡近似下的BPM公式
12.2.3BPM的數值計算模型
12.2.4 透明邊界條件
12.3 對稱分步傅裏葉變換法
參考文獻
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