Теория оптических волноводов

Лайкнуть
Автор(ы):Снайдер А., Лав Дж.
13.08.2011
Год изд.:1987
Описание: Книга австралийских ученых является фундаментальным трудом по теории оптических волноводов как передающей среды для оптических систем связи и передачи информации. В ней проведен анализ физических явлений и процессов в оптических волноводах, в первую очередь в волоконных световодах, и рассмотрены методы расчета основных параметров как самих волноводов, так и направляемых ими волн (мод). Книга состоит из трех частей. В ч. I на основе лучевого подхода проанализированы многомодовые оптические волноводы. В ч. II изложена теория электромагнитных волн применительно к маломодовым и одномодовым оптическим волноводам; даны основы скалярного приближения теории мод в слабонаправляющих волоконных световодах и векторное уточнение этой теории для тех случаев, когда важны поляризационные эффекты и др. В ч. III дано физико-математическое обоснование анализа, проведенного в ч. I и II. В ней рассмотрены основные положения теории электромагнитных волн. Приведен ряд важных математических формул, используемых при изложении основного материала. Книга предназначена в первую очередь для научных работников.
Оглавление:Предисловие авторов к русскому изданию [5]
Предисловие редакторов перевода [6]
Предисловие [7]
ЧАСТЬ I. ЛУЧЕВОЙ АНАЛИЗ МНОГОМОДОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ [9]
  Введение [9]
  Глава 1. Направляемые лучи в планарных волноводах [11]
    1.1. Планарные волноводы [11]
    Планарные волноводы со ступенчатым профилем [12]
      1.2. Построение лучевых траекторий [13]
      1.3. Лучевой инвариант [14]
      1.4. Лучевые параметры [15]
      1.5. Время прохождения луча [17]
    Планарные волноводы с градиентным профилем [18]
      1.6. Построение лучевых траекторий [18]
      1.7. Лучевой инвариант [20]
      1.8. Лучевые параметры [21]
      1.9. Время прохождения луча [22]
    Слабонаправляюшие волноводы [23]
      1.10. Параксиальное приближение [23]
    Градиентные профили, допускающие аналитические решения [24]
      1.11. Пример. Параболический профиль [24]
      1.12. Пример. Гиперболический секансный профиль [25]
      1.13. Пример. Усеченный степенной профиль [26]
    Несимметричные волноводы [27]
  Глава 2. Направляемые лучи в волоконных световодах [28]
    2.1. Волоконные световоды с круглым сечением [28]
    Волоконные световоды со ступенчатым профилем [29]
      2.2. Построение лучевых траекторий [29]
      2.3. Лучевые инварианты [31]
      2.4. Лучевые параметры [34]
      2.5. Время прохождения луча [34]
    Волоконные световоды с градиентным профилем [35]
      2.6. Построение лучевых траекторий и лучевые инварианты [35]
      2.7. Классификация лучей [37]
      2.8. Лучевые параметры [40]
      2.9. Время прохождения луча [41]
    Градиентные профили, допускающие аналитические решения [42]
      2.10. Пример. Параболический профиль [42]
      2.11. Пример. Усеченный степенной профиль [43]
    Волоконные световоды с некруглым сечением [44]
      2.12. Лучевые уравнения [45]
      2.13. Пример. Профиль, описываемый однородной функцией [46]
      2.14. Пример. Профиль, описываемый функцией с разделяющимися переменными [47]
      2.15. Пример. Параболический эллиптический профиль [48]
  Глава 3. Уширение импульсов [48]
    Лучевая дисперсия в планарных волноводах [50]
      3.1. Ступенчатый профиль [50]
      3.2. Усеченный степенной профиль [51]
    Лучевая дисперсия в волоконных световодах [52]
      3.3. Некруглые волоконные световоды [53]
    Дисперсия материала и дисперсия профиля [54]
      3.4. Дисперсия материала [54]
      3.5. Дисперсия профиля [54]
      3.6. Линейная дисперсия [55]
      3.7. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем [55]
      3.8. Пример. Волоконные световоды с усеченным степенным профилем [55]
      3.9. Нелинейная дисперсия [57]
  Глава 4. Возбуждение волоконных световодов и форма импульса [58]
    Источники излучения [58]
      4.1. Диффузный, или ламбертов источник [59]
      4.2. Коллимированный пучок [60]
    Прохождение излучения через торец волоконного световода [60]
      4.3. Отражение и преломление [60]
      4.4. Прохождение мощности [61]
    Диффузное возбуждение [62]
      4.5. Полная мощность источника [62]
      4.6. Полная мощность направляемых лучей [63]
      4.7. Пример. Ступенчатый и усеченный степенной профили [64]
      4.8. Неоднородное возбуждение [65]
    Возбуждение коллимированным пучком [65]
      4.9. Пример. Ступенчатый профиль [66]
      4.10. Пример. Градиентные профили [66]
    Возбуждение с помощью линзы [67]
      4.11. Коллимированный пучок [67]
      4.12. Пример. Распределение интенсивности [68]
      4.13. Пример. Косое падение пучка [68]
      4.14. Диффузный источник [69]
      4.15. Пример. Распределение интенсивности [70]
      4.16. Частично диффузный источник.71
    Распределение мощности по направляемым лучам [71]
      4.17. Вывод функции распределения [72]
      4.18. Функция распределения, зависящая только от B [73]
      4.19. Пример. Ступенчатый и усеченный степенной профили [74]
    Импульсный отклик [75]
      4.20. Время прохождения луча, зависящее только от B [75]
      4.21. Пример. Ступенчатый профиль [76]
      4.22. Пример. Усеченные степенные профили [77]
      4.23. Время прохождения луча, зависящее от обоих инвариантов [78]
      4.24. Дисперсия материала [79]
  Глава 5. Нерегулярные волоконные световоды
    Непрерывно изменяющиеся нерегулярности [80]
      5.1. Время прохождения луча [80]
      5.2. Уравнения лучевой траектории [81]
      5.3. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем и продольно изменяющимся показателем преломления сердцевины [82]
    Случайные нерегулярности [82]
      5.4. Уменьшение уширения импульса [82]
    Медленно изменяющиеся волоконные световоды [83]
      5.5. Время прохождения луча [84]
      5.6. Пример. Усеченный степенной профиль [86]
      5.7. Малые нерегулярности [87]
      5.8. Пример. Малые изменения радиуса сердцевины [88]
      5.9. Пример. Малые изменения показателя степени [89]
      5.10. Адиабатический инвариант [90]
      5.11. Пример. Ступенчатый профиль [91]
      5.12. Пример. Усеченные степенные профили [92]
      5.13. Потери на излучение [93]
      5.14. Пример. Ступенчатый волоконный световод с изменяющимся радиусом сердцевины [94]
      5.15. Пример. Световод с усеченным степенным профилем и изменяющимся радиусом сердцевины [95]
    Конусные переходы и фокусировка света [95]
      5.16. Возбуждение коллимированным пучком [96]
      5.17. Пример. Параболический переход [96]
      5.18. Пример. Линейный переход [97]
      5.19. Возбуждение диффузным источником [98]
      5.20. Точность приближения для перехода с медленным изменением радиуса [99]
    Резкие нерегулярности и рассеиватели [100]
      5.21. Распределение мощности направляемых лучей [100]
      5.22. Пример. Диффузионное уравнение [102]
      5.23. Пример. Рэлеевское рассеяние [103]
  Глава 6. Поглощение в материале [105]
    6.1. Поглощающая среда и затухание [105]
    Поглощение в сердцевине [106]
      6.2. Пример. Сердцевина с однородным поглощением [107]
      6.3. Пример. Сердцевина с неоднородным поглощением [108]
    Поглощение в оболочке [108]
      6.4. Спадающие поля [108]
      6.5. Коэффициент прохождения мощности [109]
      6.6. Пример. Ступенчатый профиль [110]
      6.7. Градиентные профили [111]
      6.8. Пример. Усеченный параболический профиль [112]
      6.9. Пример. Волоконные световоды с усеченными степенными профилями. X1J
    Суммарное поглощение в сердцевине и оболочке [113]
    Влияние поглощения на форму импульса [114]
      6.10. Пример. Ступенчатый профиль [114]
      6.11. Пример. Усеченный параболический профиль [116]
  Глава 7. Вытекающие лучи [116]
    Рефрагирующие лучи [117]
      7.1. Планарный волновод со ступенчатым профилем [117]
      7.2. Планарные волноводы с градиентным профилем [119]
      7.3. Волоконный световод со ступенчатым профилем [120]
      7.4. Волоконные световоды с градиентным профилем [121]
    Туннелирующие лучи [122]
      7.5. Волоконные световоды с градиентным профилем [122]
      7.6. Волоконный световод со ступенчатым профилем [124]
      7.7. Затухание туннелирующих лучей [126]
      7.8. Пример. Градиентные профили [126]
      7.9. Пример. Усеченный параболический профиль [127]
      7.10. Пример. Ступенчатый профиль [127]
      7.11. Переход от туннелирующих к рефрагирующим лучам [128]
      7.12. Универсальные коэффициенты прохождения [129]
    Некруглые и нерегулярные волоконные световоды [129]
      7.13. Локальные коэффициенты прохождения мощности [130]
      7.14. Границы сердцевины и каустики произвольной кривизны [130]
    Поглощающие волоконные световоды [132]
  Глава 8. Пространственно-неустановившийся режим [133]
    8.1. Пространственно-неустановившийся и пространственно-установившийся режимы [133]
    Излучение из волоконных световодов, возбуждаемых диффузным источником [135]
      8.2. Возбуждение вытекающих лучей в волоконных световодах со ступенчатым профилем [135]
      8.3. Пространственно-неустановившийся режим для волоконных световодов со ступенчатым профилем [137]
      8.4. Возбуждение вытекающих лучей в волоконных световодах с градиентным профилем [139]
      8.5. Пространственно-неустановившийся режим для волоконных световодов с усеченным параболическим профилем [140]
    Обобщенные параметры [141]
      8.6. Обобщенный параметр для волоконных световодов со ступенчатым профилем [142]
      8.7. Обобщенный параметр для волоконных световодов с градиентным профилем [143]
      8.8. Пример. Диффузное возбуждение волоконных световодов со ступенчатым профилем [144]
      8.9. Пример. Диффузное возбуждение волоконных световодов с усеченным параболическим профилем [145]
    Уширение импульса [146]
      8.10. Пример. Лучевая дисперсия в волоконных световодах со ступенчатым профилем [147]
      8.11. Пример. Лучевая дисперсия в волоконных световодах с усеченным параболическим профилем [148]
    Некруглые волоконные световоды [149]
      Распределение интенсивности на конце волоконного световода [149]
      8.12. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем [150]
      8.13. Пример. Волоконные световоды с усеченным степенным профилем [151]
    Потери на излучение и поглощение [152]
      8.14. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем [152]
      8.15. Пример. Волоконный световод с усеченным параболическим профилем [153]
  Глава 9. Изгибы [153]
    Изогнутые планарные волноводы [154]
      9.1. Классификация лучей на изгибе [154]
      9.2. Затухание световой мощности [156]
      9.3. Пример. Ступенчатый профиль [157]
      9.4. Пример. Усеченный параболический профиль [158]
    Изогнутые волоконные световоды [159]
      9.5. Пример. Ступенчатый и усеченный параболический профили [160]
  Глава 10. Дифракционные явления [161]
    Дифракция пучка света [162]
      10.1. Однородные и гауссовы пучки [162]
      10.2. Удержание света волоконным световодом [164]
      10.3. Применимость геометрической оптики [165]
    Влияние дифракции на полное внутреннее отражение [166]
      10.4. Продольный сдвиг [167]
      10.5. Время прохождения продольного сдвига [168]
      10.6. Продольный сдвиг в планарных волноводах [169]
      10.7. Предпочтительные лучевые направления [171]
    Дифракционные эффекты в произвольных волноводах [172]
ЧАСТЬ II. ВОЛНОВОЙ АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДОВ [174]
  Введение [174]
  Глава 11. Основные свойства мод [176]
    Волновой анализ распространения света [176]
      11.1. Постоянная распространения и фазовая скорость [178]
      11.2. Свойства симметрии составляющих поля [179]
      11.3. Поля непоглощающих волноводов [179]
      11.4. Соотношения ортогональности и нормировка [180]
      11.5. Ортонормальные моды [181]
    Энергия и мощность [181]
      11.6. Запасенные электрическая и магнитная энергии [181]
      11.7. Поток мощности [182]
      11.8. Часть мощности моды в сердцевине [183]
      11.9. Полная переносимая мощность [183]
      11.10. Часть полной мощности в сердцевине [184]
    Групповая скорость [184]
      11.11. Групповая задержка [185]
    Уширение импульса [186]
      11.12. Уширение импульса в одномодовых волоконных световодах [186]
    Свойства полей мод [187]
      11.13. Характеристическое уравнение [188]
      11.14. Решение, выраженное через продольные составляющие поля [189]
      11.15. Взаимодействие составляющих поля [189]
      11.16. Гибридная природа полей мод [190]
      11.17. Постоянная распространения [192]
    Волноводные параметры и параметры мод [192]
      11.18. Частота отсечки моды [194]
      11.19. Число направляемых мод [194]
      11.20. Параметр искажения [195]
      11.21. Связь с лучевым инвариантом [195]
    Волноводы с поглощением [197]
      11.22. Затухание мощности [197]
    Анизотропные волноводы [199]
      11.23. Однородная анизотропная среда [199]
      11.24. Анизотропные волноводы [200]
  Глава 12. Волноводы, для которых уравнения Максвелла имеют точные решения [201]
    12.1. Волноводы со ступенчатым профилем показателя преломления [202]
    Планарные волноводы со ступенчатым профилем показателя преломления [203]
      12.2. Поля мод [203]
      12.3. Постоянные распространения [206]
      12.4. Свойства мод [207]
      12.5. Слабонаправляющие волноводы [208]
      12.6. Разложение полей мод по плоским волнам [208]
      12.7. Асимметричные и многослойные волноводы [209]
    Волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления [210]
      12.8. Поля мод [210]
      12.9. Постоянные распространения [211]
      12.10. Свойства мод [218]
      12.11. Слабонаправляющие волоконные световоды [222]
      12.12. Разложение полей мод по плоским волнам [223]
      12.13. Многослойные и эллиптические волоконные световоды [223]
    Волноводы с градиентным профилем показателя преломления [226]
      12.14. Пример. ТЕ-моды планарного волновода с градиентным профилем показателя преломления [226]
      12.15. Пример. ТМ-моды планарных волноводов с градиентным профилем показателя преломления [228]
      12.16. Пример. ТЕ-моды волоконных световодов с градиентным профилем показателя преломления [228]
      12.17. Пример. ТМ-моды волоконных световодов с градиентным профилем показателя преломления [230]
      12.18. Пример. Гибридные моды волоконного световода с градиентным профилем показателя преломления [232]
    Анизотропные волноводы [233]
      12.19. Планарный волновод со ступенчатым профилем показателя преломления [236]
      12.20. Одноосный волоконный световод со ступенчатым профилем показателя преломления [238]
  Глава 13. Слабонаправляющие волноводы [240]
    13.1. Поляризационные явления, обусловленные волноводной структурой [240]
    Моды слабонаправляющих волноводов [241]
      13.2. Аппроксимация мод ТЕМ-волнами [242]
      13.3. Пространственная зависимость полей мод [242]
    Векторные свойства полей мод [243]
      13.4. Основные и НЕlm-моды круглых волоконных световодов [243]
      13.5. Основные моды волноводов с поперечным сечением произвольной формы [244]
      13.6. Поляризационные поправки к скалярной постоянной распространения [245]
      13.7. Моды высших порядков круглых волоконных световодов [246]
      13.8. Моды высших порядков волноводов с поперечным сечением производной формы [248]
      13.9. Моды высших порядков почти круглых волоконных световодов [248]
    Свойства мод слабонаправляющих волноводов [249]
      13.10. Зависимость поглощения от поляризации [249]
      13.11. Поляризационные поправки высших порядков [252]
    Анизотропные слабонаправляющие волноводы [253]
      13.12. Моды анизотропных волноводов [255]
      13.13. Одномодовые однополяризационные волоконные световоды [257]
    Излучение через вытекающие моды в анизотропных световодах [257]
      13.14. Одномодовые однополяризационные световоды на вытекающих модах [257]
  Глава 14. Волоконные световоды круглого поперечного сечения [258]
    Направляемые моды круглых волоконных световодов [258]
      14.1. Структура полей мод [259]
      14.2. Основные и НЕlm (l=0)-моды [262]
      14.3. Моды высших порядков (l>1) [262]
      14.4. Пример. Неограниченный параболический профиль показателя преломления [263]
      14.5. Пример. Неограниченный степенной профиль показателя преломления [265]
    Волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления [267]
      14.6. Основные и НЕlm (l=0)-моды [267]
      14.7. Моды высших порядков (l>1) [274]
    Волоконные световоды с оболочкой и градиентным профилем показателя преломления [279]
      14.8. Пример. Аналитические решения [280]
      14.9. Пример. Степенной профиль показателя преломления волоконного световода с оболочкой [281]
      14.10. Профили показателя преломления равного объема [285]
      14.11. Свойства основной моды при малых значениях V [287]
  Глава 15. Гауссово приближение для круглых волоконных световодов [288]
    Основные моды [289]
      15.1. Гауссово приближение [289]
      15.2. Пример. Гауссов профиль показателя преломления [292]
      15.3. Пример. Ступенчатый профиль показателя преломления [295]
      15.4. Пример. Сглаженные профили показателя преломления [296]
      15.5. Поле вдали от оси волоконного световода [298]
    Моды высших порядков [299]
      15.6. Приближение для полей [299]
      15.7. Пример. Гауссов профиль [299]
    Приближение эквивалентного волоконного световода со ступенчатым профилем [301]
      15.8. Основные моды [301]
      15.9. Диапазон одномодового режима [302]
  Глава 16. Волноводы с некруглым поперечным сечением [303]
    16.1. Планарные волноводы [303]
    Эллиптические волоконные световоды с неограниченным параболическим профилем показателя преломления [304]
      16.2. Основные моды [306]
      16.3. Моды высших порядков [308]
      16.4. Почти круглые волоконные световоды [309]
    Аксиально-несимметричные профили, для которых существуют аналитические решения скалярного волнового уравнения [310]
      16.5. Профили показателя преломления, описываемые однородной функцией [310]
      16.6. Профили показателя преломления с разделяющимися переменными [311]
      16.7. Пример. Неограниченный линейный профиль показателя преломления [311]
      16.8. Пример. Двойной параболический профиль показателя преломления. [313]
  Глава 17. Гауссово приближение для волоконных световодов с поперечным сечением произвольной формы [313]
    Основные моды [314]
      17.1. Гауссово приближение [314]
      17.2. Пример. Неограниченные степенные профили показателя преломления [316]
    Волоконные световоды с эллиптическим поперечным сечением [317]
      17.3. Малая эллиптичность [318]
      17.4. Пример. Ступенчатый профиль показателя преломления [319]
      17.5. Пример. Гауссов профиль показателя преломления [320]
  Глава 18. Моды возмущенных волоконных световодов [320]
    Моды слабонаправляющих возмущенных волоконных световодов [321]
      18.1. Решение для возмущенных изолированных волоконных световодов [322]
      18.2. Поляризация возмущенных полей [322]
      18.3. Однородные изменения профиля показателя преломления [323]
      18.4. Пример. Однородные изменения показателей преломления сердцевины и оболочки [324]
      18.5. Пример. Трехслойный волоконный световод [324]
      18.6. Пример. Изменение радиуса сердцевины [325]
      18.7. Пример. Изолированная неоднородность [325]
      18.8. Пример. Волоконные световоды с поглощением [326]
      18.9. Пример. Анизотропная сердцевина [326]
      18.10. Пример. Эллиптическая деформация [327]
      18.11. Неоднородные изменения профиля показателя преломления [331]
    Моды двух параллельных волоконных световодов [331]
      18.12. Основные моды оптического волновода, состоящего из двух одинаковых волоконных световодов [333]
      18.13. Перекрестная связь между двумя одинаковыми волоконными световодами [334]
      18.14. Пример. Волновод, состоящий из двух одинаковых волоконных световодов со ступенчатыми профилями показателя преломления [335]
      18.15. Пример. Волновод с двойным параболическим профилем показателя преломления [337]
      18.16. Моды высших порядков в оптическом волноводе, состоящем из двух одинаковых волоконных световодов [338]
      18.17. Пример. Сложный волновод, состоящий из двух волоконных световодов со ступенчатыми профилями показателя преломления [339]
      18.18. Основные моды сложного оптического волновода, состоящего из двух различных волоконных световодов [339]
      18.19. Пример. Сложный волновод, состоящий из двух волоконных световодов со ступенчатыми профилями и почти одинаковыми радиусами сердцевины [341]
      18.20. Перекрестная связь между двумя различными волоконными световодами [341]
    Моды возмущенных волоконных световодов с произвольными профилями показателя преломления [342]
      18.21. Решение, полученное методом возмущений [342]
      18.22. Пример. Бесконечно малая неоднородность [344]
      18.23. Пример. Изменение радиуса сердцевины [345]
      18.24. Пример. Эллиптическая деформация [346]
      18.25. Пример. Волоконные световоды с поглощением [346]
  Глава 19. Волноводы с плавно изменяющимися параметрами [347]
    Локальные моды [347]
      19.1. Поля локальных мод [347]
      19.2. Критерий плавного изменения параметров [349]
      19.3. Пример. Неоднородный радиус сердцевины [351]
      19.4. Пример. Скрученные эллиптические световоды [351]
    Локальные моды двух нерегулярных световодов [352]
      19.5. Поля локальных мод [352]
      19.6. Пример. Перекрестная связь между одинаковыми световодами [354]
    Конические ответвители [354]
      19.7. Распространение локальных мод [354]
      19.8. Перекрестная связь [356]
      19.9. Критерий плавного изменения параметров [356]
    Локальные моды изогнутых световодов [357]
    Многомодовые световоды и лучи [357]
  Глава 20. Возбуждение волоконных световодов [358]
    Возбуждение мод [358]
      20.1. Амплитуды мод и мощность [359]
    Возбуждение слабонаправляющих световодов [360]
      20.2. Поля мод на входном торце световода [360]
      20.3. Поля возбуждающего пучка [361]
      20.4. Гауссов и однородный пучки [362]
      20.5. Амплитуда мод и мощность [363]
    Волоконный световод с неограниченным параболическим профилем показателя преломления [364]
      20.6. Пример. Соосный гауссов пучок [364]
      20.7. Пример. Наклонный гауссов пучок [364]
      20.8. Пример. Смещенный гауссов пучок [365]
      20.9. Пример. Соосный однородный пучок [365]
      20.10. Пример. Наклонная плоская волна [366]
    Возбуждение одномодовых световодов [367]
      20.11. Соединение световодов [367]
    Волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления [368]
      20.12. Пример. Наклонный однородный пучок [368]
      20.13. Пример. Соосный однородный пучок [369]
      20.1 4. Сравнение с геометрической оптикой [370]
    Возбуждение с помощью линз [371]
      20.15. Пример. Неограниченный параболический профиль [371]
      20.16. Пример. Гауссово приближение [372]
    Диффузное возбуждение [372]
      20.17. Пример Одномодовые световоды [373]
      20.18. Пример. Многомодовые световоды [374]
      20.19. Погрешность лучевого анализа [375]
  Глава 21. Источники излучения внутри волоконных световодов [376]
    Возбуждение направляемых мод [376]
      21.1. Амплитуда и мощность мод [377]
      21.2 Слабонаправляющие волоконные световоды [378]
      21.3 Пример. Диполь в произвольном волоконном световоде [378]
      21.4. Пример. Поперечный диполь внутри слабонаправляющего волоконного световода [378]
      21.5 Пример. Продольный диполь внутри слабонаправляющего волоконного световода [379]
      21.6. Пример. Трубчатый источник тока [380]
    Возбуждение поля излучения [381]
      21.7. Слабонаправляющие волоконные световоды [381]
      21.8. Приближение свободного пространства [383]
      21.9. Пример. Поле излучения диполя [384]
      21.10. Пример. Излучение трубчатого источника [385]
      21.11. Поправка, обусловленная профилем показателя преломления волоконного световода [387]
      21.12. Корректирующий множитель [387]
      21.13. Пример. Световод со ступенчатым профилем показателя преломления [388]
      21.14. Пример. Скорректированное выражение для излучения трубчатого источника [390]
  Глава 22. Нерегулярные волоконные световоды [390]
    Представление неоднородностей вынужденными источниками тока [391]
      22.1. Произвольные неоднородности [392]
      22.2. Малые неоднородности [392]
    Потери основной моды на излучение [393]
      22.3. Пример. Изолированная неоднородность [393]
      22.4. Пример. Случайное распределение неоднородностей [394]
      22.5. Пример. Синусоидально возмущенная граница [395]
    Перераспределение мощности между направляемыми модами [396]
      22.6. Одномодовые волоконные световоды с произвольным профилем показателя преломления [396]
      22.7. Слабонаправляющие одномодовые световоды [398]
      22.8. Пример. Изолированная неоднородность [398]
      22.9. Пример. Синусоидально возмущенная граница [399]
    Плавно изменяющиеся произвольные неоднородности [399]
      22.10. Представление локальных мод вынужденными токами [400]
      22.11. Перераспределение направляемой мощности [400]
  Глава 23. Изгибы [401]
    Изгибы с постоянным радиусом кривизны [402]
      23.1. Физические механизмы потерь на излучение [402]
      23.2. Модель излучения [402]
      23.3. Слабонаправляющие световоды [403]
      23.4. Излучение изогнутой антенны [404]
      23.5. Пример. Ступенчатый профиль показателя преломления [406]
      23.6. Пример. Градиентный профиль показателя преломления [406]
      23.7. Излучение изогнутых волоконных световодов [407]
      23.8. Пример. Ступенчатый профиль показателя преломления [408]
      23.9. Пример. Градиентные профили показателя преломления [409]
    Переходные потери [409]
      23.10. Изгибы с переменным радиусом [410]
      23.11. Микроизгибы [411]
      23.12. Наклоны и смещения осей состыкованных световодов [412]
  Глава 24. Вытекающие моды [412]
      24.1. Излучение вблизи оси световода [413]
      24.2. Эвристический подход [413]
      24.3. Представление поля излучения полями вытекающих мод и пространственной волны [414]
    Характеристики вытекающих мод [415]
      24.4. Параметры мод [415]
      24.5. Поля мод [416]
      24.6. Каустика излучения [416]
      24.7. Классификация вытекающих мод [418]
      24.8. Разложение на плоские волны [418]
      24.9. Слабонаправляющие волноводы [418]
      24.10. Число вытекающих мод [419]
    Мощность и затухание [419]
      24.11. Качественное физическое описание [419]
      24.12. Направляемая и излучаемая мощности [420]
      24.13. Часть направляемой мощности в сердцевине [422]
      24.14. Коэффициент затухания мощности [422]
    Ортогональность и нормировка [423]
      24.15. Соотношения ортогональности [424]
      24.16. Коэффициент нормировки [424]
      24.17. Проблемы возбуждения и возмущения [425]
    Решение характеристического уравнения [426]
      24.18. Пример. Аналитическое решение для волоконного световода со ступенчатым профилем показателя преломления [426]
      24.19. Пример. Численное решение для волоконного световода со ступенчатым профилем показателя преломления [427]
      24.20. Пример. Планарный волновод со ступенчатым профилем показателя преломления [430]
    Применения вытекающих мод [430]
      24.21. Пример. Поперечное распределение интенсивности излучения в дальнем поле [431]
      24.22. Пример Синусоидальный линейный источник [432]
      24.23. Пример. Осевая синусоидальная неоднородность [432]
  Глава 25. Моды излучения [435]
    Общие свойства [435]
      25.1. Представление полей мод [436]
      25.2. Постоянная распространения [436]
      25.3. Разложение поля излучения [436]
      25.4. Ортогональность и нормировка [437]
      25.5. Мощность поля излучения [438]
      25.6. Возбуждение мод излучения [439]
    Моды излучения в приближении свободного пространства [440]
      25.7. Пример. Решение в цилиндрических координатах [441]
    Структура мод излучения [442]
      25.8. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем показателя преломления [443]
    Слабонаправляющие волноводы [445]
      25.9. Пространственная зависимость полей [445]
      25.10. Векторные свойства полей мод излучения [446]
      25.11. Пример. Волоконный световод со ступенчатым профилем показателя преломления [447]
    Излучение источника в "свободном пространстве" [449]
      25.12. Пример. Излучение диполя [449]
      25.13. Пример. Трубчатый источник излучения [450]
    Излучение источников, находящихся внутри световодов [451]
      25.14. Пример. Диполь внутри световода со ступенчатым профилем показателя преломления [451]
      25.15. Пример. Трубчатый источник внутри световода со ступенчатым профилем показателя преломления [451]
      25.16. Влияние оболочки конечной толщины [452]
  Глава 26. Разложение поля излучения [452]
    Интегральное представление и разложение [453]
      26.1. Сингулярности подынтегрального выражения [453]
      26.2. Замена переменных интегрирования [455]
      26.3. Метод наискорейшего спуска [455]
    Вклад поля вытекающих мод в поле излучения [456]
    Вклад поля пространственной волны в поле излучения [457]
  Глава 27. Связь мод [458]
    Теория связанных мод [459]
      27.1. Уравнения связанных мод [459]
      27.2. Слабонаправляющие волоконные световоды [460]
      27.3. Пример. Слабая связь мод [461]
    Сильная связь мод [462]
    Синусоидальные возмущения [463]
      27.4. Пример. Две вперед-распространяющиеся моды [463]
      27.5. Пример. Одна вперед- и одна назад-распространяющаяся моды [466]
  Глава 28. Связь локальных мод [467]
    Теория связанных локальных мод [468]
      28.1. Уравнения связанных локальных мод [468]
      28.2. Слабая связь мод [470]
      28.3. Критерий медленного изменения параметров [470]
      28.4. Пример. Волоконный световод переменного радиуса со ступенчатым профилем показателя преломления [471]
      28.5. Пример. Скрученный эллиптический волоконный световод [472]
    Локальные моды излучения [474]
      28.6. Пример. Конусообразный участок световода со ступенчатым профилем показателя преломления [475]
    Сложные оптические волноводы [477]
      28.7. Пример. Конусообразные ответвители [477]
      28.8. Пример. Одинаковые волоконные световоды [478]
  Глава 29. Перекрестные помехи [479]
    29.1. Два способа описания перекрестных помех [479]
    Два параллельных волоконных световода [479]
      29.2. Вывод уравнений связанных мод [480]
      29.3. Идентичные и почти идентичные волоконные световоды [482]
      29.4. Пример. Идентичные волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления [483]
      29.5. Пример. Идентичные волоконные световоды с гауссовым профилем показателя преломления [484]
      29.6. Пример. Волоконные световоды со слегка различающимися параметрами и ступенчатыми профилями показателя преломления [485]
      29.7. Пример. Волоконные световоды с небольшим поглощением [486]
      29.8. Пример. Многомодовые световоды [486]
    Два волоконных световода с медленно меняющимися параметрами [487]
      29.9. Уравнения связанных мод [487]
      29.10. Решение уравнений связанных мод [488]
      29.11. Пример. Идентичные волоконные световоды [489]
      29.12. Пример. Конусообразные ответвители [489]
    Пучки световодов [490]
      29.13. Пример. Периодическое возбуждение пучка, состоящего из неограниченного числа световодов [490]
      29.14. Пример. Поглощение в пучке, состоящем из неограниченного числа световодов [492]
      29.15. Пример. Возбуждение одного световода в пучке, состоящем из неограниченного числа одномодовых световодов [493]
      29.16. Пример. Многоугольный пучок, состоящий из конечного числа световодов [494]
ЧАСТЬ III. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ [496]
  Введение [496]
  Глава 30. Уравнения Максвелла [496]
      30.1. Поля трансляционно-инвариантных волноводов [497]
      30.2. Соотношения между составляющими полей [497]
      30.3. Представление поперечных полей через продольные поля [498]
      30.4. Поля непоглощающих волноводов [499]
      30.5. Вперед-и назад-распространяющиеся поля [499]
    Векторные волновые уравнения [500]
      30.6. Декартовы составляющие полей [500]
      30.7. Однородные векторные волновые уравнения [501]
      30.8. Уравнения для продольных составляющих [502]
    Поглощающая среда [503]
      30.9. Поглощаемая мощность [503]
    Анизотропная среда [503]
      30.10. Векторные волновые уравнения [504]
      30.11. Планарные волноводы [504]
      30.12. Одноосные волноводы [505]
      30.13. Поле, поляризованное параллельно главным осям [505]
  Глава 31. Методы мод для уравнений Максвелла [506]
    Теорема взаимности [506]
      31.1. Сопряженная форма [506]
      31.2. Несопряженная форма [508]
      31.3. Ортогональность мод [509]
      31.4. Интегральные соотношения для постоянной распространения [510]
      31.5. Запасенные электрическая и магнитная энергии [511]
      31.6. Фазовая и групповая скорости [511]
    Возбуждение мод источниками тока [513]
    Методы мод для регулярных волноводов [514]
      31.7. Постоянные распространения [514]
      31.8. Поля мод [515]
      31.9. Амплитуды мод [516]
      31.10. Слабовозмущенные волноводы [517]
    Методы мод для нерегулярных волноводов [517]
      31.11. Уравнения связанных мод [517]
      31.12. Физическое рассмотрение [519]
    Локальные моды [520]
      31.13. Поля в нерегулярных волноводах [520]
      31.14. Уравнения связанных локальных мод [521]
      31.15. Альтернативная форма коэффициентов связи [522]
      31.16. Вывод уравнений связанных мод на физическом уровне [524]
  Глава 32. Приближение слабонаправляющего волновода [525]
    Векторное волновое уравнение [525]
      32.1. Разложение полей направляемых мод [526]
      32.2. Вывод разложений поля [527]
      32.3. Физическая интерпретация предельного приближения при Д->0 [529]
      32.4. Постоянные распространения [530]
    Направления векторов поля направляемых мод [532]
      32.5. Волноводы с некруглым поперечным сечением [532]
      32.6. Круглые волоконные световоды [534]
      32.7. Свойства симметрии мод высших порядков в круглых волоконных световодах [535]
      32.8. Альтернативное представление для мод круглых волоконных световодов [537]
      32.9. Световоды с почти круглым поперечным сечением [537]
      32.10. Поправки высшего порядка к полям мод [538]
    Векторное волновое уравнение для волноводов с источниками [539]
    Моды излучения [540]
      32.11. Ортогональность и нормировка [540]
  Глава 33. Методы мод для решения скалярного волнового уравнения [541]
      33.1. Скалярное волновое уравнение [541]
    Направляемые моды как решение скалярного волнового уравнения [542]
      33.2. Ортогональность и нормировка [542]
      33.3. Интегральные выражения для постоянной распространения [543]
      33.4. Фазовая и групповая скорости [544]
      33.5. Соотношения взаимности [545]
      33.6. Аналитические выражения для постоянных распространения [546]
    Моды излучения как решение скалярного волнового уравнения [547]
      33.7. Ортогональность и нормировка [547]
      33.8. Вытекающие моды [548]
    Методы мод для анализа регулярных волноводов [548]
      33.9. Поля мод и постоянные распространения [548]
      33.10. Слабовозмущенные волноводы [549]
    Методы мод для нерегулярных волноводов [549]
      33.11. Уравнения связанных мод [550]
    Локальные моды [551]
      33.12. Уравнения связанных локальных мод [551]
      33.13. Альтернативная форма коэффициентов связи [553]
    Возбуждение мод источниками тока [554]
  Глава 34. Методы функции Грина [556]
    Поле произвольно распределенных токов [556]
      34.1. Вывод из теоремы взаимности [556]
      34.2. Представление векторного потенциала для произвольных волоконных световодов [558]
      34.3. Представление векторного потенциала для слабонаправляющихся волоконных световодов [559]
      34.4. Функция Грина свободного пространства [560]
      34.5. Трубчатые источники в слабонаправляющих волоконных световодах [560]
      34.6. Корректирующий множитель [561]
      34.7. Пример. Ступенчатый профиль показателя преломления [562]
    Применение теории возмущений [563]
      34.8. Пример. Эллиптические волоконные световоды с малым эксцентриситетом [564]
      34.9. Пример. Поправки к дальнему полю [564]
  Глава 35. Лучи и локальные плоские волны [565]
    Локальные плоские волны [565]
      35.1. Однородная среда [566]
      35.2. Закон Снелля [566]
      35.3. Медленно изменяющаяся среда [567]
      35.4. Уравнения составляющих для траекторий лучей [569]
    Описание потерь с помощью локальных плоских волн [570]
    35.5. Прохождение мощности и коэффициенты затухания [571]
      35.6. Плоские границы раздела [572]
      35.7. Плоские границы раздела между поглощающими средами [574]
      35.8. Решения скалярного волнового уравнения методом ВКБ [576]
      35.9. Плоские каустики и туннелирование лучей [577]
      35.10. Плоские каустики и поглощающая среда [579]
      35.11. Непрерывные и разрывные профили [581]
      35.12. Цилиндрические поверхности раздела и каустики [582]
      35.13. Цилиндрические поверхности раздела, каустики и поглощающая среда [586]
      35.14. Поверхности раздела и каустики, определяемые двумя радиусами кривизны [586]
      35.15. Поля в окрестности каустик [588]
  Глава 36. Лучи и асимптотическое описание мод [589]
    Лучевое представление моды [590]
      36.1. Планарный волновод со ступенчатым профилем показателя преломления [590]
      36.2. Волоконный световод со ступенчатым профилем показателя преломления [591]
      36.3. Лучевое представление для свободного пространства [593]
    Асимптотическое описание распространения мод [594]
      36.4. Поля мод [594]
      36.5. Постоянные распространения [594]
      36.6. Планарный волновод со ступенчатым профилем показателя преломления [594]
      36.7. Волоконный световод с неограниченным параболическим профилем показателя преломления [595]
      36.8. Неограниченные степенные профили [597]
      36.9. Время прохождения [597]
      36.10. Поглощающие волноводы [598]
      36.11. Вытекающие моды и вытекающие лучи [600]
    Число мод в многомодовых волноводах [601]
      36.12. Планарный волновод со ступенчатым профилем показателя преломления [602]
      36.13. Волоконный световод со ступенчатым профилем показателя преломления [602]
    Сдвиг поля в изогнутом волоконном световоде [603]
      36.14. Вывод эффективного профиля [604]
      36.15. Пример. Гауссово приближение [605]
  Глава 37. Математические формулы [606]
    37.1. Тригонометрические, гиперболические и связанные с ними функции [606]
    37.2. Векторы, векторные операторы и интегральные теоремы [607]
    37.3. Функции Бесселя [609]
    37.4. Интегралы от функций Бесселя [612]
    37.5. Прочие функции и интегралы [613]
Список литературы [617]
Список работ, переведенных на русский язык, и работ советских авторов [634]
Дополнительный список литературы [634]
Предметный указатель [635]
Размер:13691952 байт
Язык:РУС
Формат: djvu
Ссылка 1: скачать
Скачивание без каких-либо ограничений по каналу 100М.
Рейтинг: 1
Теория оптических волноводов — обложка книги.