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第一章 电磁波与光波 1

1-1 麦克斯韦方程组及其物理意义 1

1-1-1 麦克斯韦方程组的积分形式 1

1-1-2 麦克斯韦方程组的微分形式 2

1-1-3 介质方程与边界条件 4

1-2 平面电磁波的性质 7

1-3 光的电磁理论与电磁波谱 10

第二章 激光与半导体光源 14

2-1 激光的原理、特性和应用 14

2-1-1 波尔假说与粒子数正常分布 14

2-1-2 自发辐射、受激辐射和受激吸收 15

2-1-3 粒子数反转与光放大 17

2-1-4 能级的寿命 17

2-1-5 激光器的基本结构 18

2-1-6 激活介质的粒子数反转与增益系数 18

2-1-7 谐振腔与阈值 20

2-1-8 激光的纵模和横模 20

2-1-9 几种典型的激光器 22

2-1-10 激光的特性及应用 24

2-2 半导体光源--发光二极管(LED)与半导体激光器(LD) 28

2-2-1 半导体中的能带 28

2-2-2 发光二极管(LED) 32

2-2-3 半导体激光器(LD) 35

2-2-4 半导体激光器的主要特性 40

第三章 光波的传输 44

3-1 光波在各向同性介质中的传播 44

3-1-1 单色平面波与单色球面波的复数表达式 44

3-1-2 平面电磁波场中能量的传播 47

3-1-3 相速度与群速度 49

3-1-4 高斯光束的传播特性 50

3-1-5 光波在介质界面上的反射与折射 53

3-1-6 光波在导电介质中的传播 57

3-2-1 各向异性的透明介质中传播的单色平面波 59

3-2 光波在各向异性中的传播 59

3-2-2 晶体中D与E的关系、光线椭球 60

3-2-3 折射率椭球(波法线椭球) 62

3-3 薄膜波导 64

3-3-1 薄膜波导的射线理论分析 64

3-3-2 薄膜波导的波动理论分析 70

3-4 光纤传输原理 75

3-4-1 光纤的结构和分类 75

3-4-2 阶跃光纤的射线理论分析 76

3-4-3 梯度光纤的射线理论分析 79

3-4-4 阶跃光纤的模式理论分析 84

3-4-5 梯度光纤的WKB分析法 94

3-4-6 光纤的基本特性 98

3-4-7 光纤中的非线性光学效应 104

第四章 光波的调制 111

4-1 调制方法概述 111

4-2 各种调制方法的特性分析 111

4-2-1 振幅调制(AM) 111

4-2-2 强度调制(IM) 112

4-2-3 频率调制 112

4-2-4 相位调制 112

4-3-1 电光效应、电光张量 113

4-3 电光调制的物理基础 113

4-3-2 电光延迟 117

4-4 电光调制器 119

4-4-1 电光强度调制 119

4-4-2 横向电光调制 122

4-4-3 高频电光调制 122

4-5 电光偏转 124

4-5-1 电光偏转的基本原理 125

4-5-2 电光开关 126

4-6 声光调制的物理基础 128

4-6-1 声波对光的散射效应 128

4-6-2 布喇格衍射的粒子模型 129

4-6-3 布喇格衍射的物理图像 130

4-6-4 声光调制 132

4-6-5 声光偏转 135

4-7 磁光调制 135

4-7-1 法拉第效应 135

4-7-2 磁光效应的应用前景 136

第五章 光波的探测与解调 137

5-1 光子探测方法 137

5-1-1 光子探测机理的分类及惟像描述 137

5-1-2 探测器中的噪声 143

5-1-3 光致发射探测器的特性指标 146

5-2-1 光致发射器件 149

5-2 光电探测器 149

5-2-2 真空光电二极管 150

5-2-3 光电倍增管 151

5-2-4 光电倍增管中的噪声 154

5-3 光波的解调及特殊探测方法 155

5-3-1 光波的解调 155

5-3-2 特殊探测方法 159

附录 164

附录Ⅰ 矢量分析及场论的主要公式 164

附录Ⅱ 张量 166

附录Ⅲ 贝塞尔函数 168