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原理篇 3

第1章　导论 3

1.1　历史的回顾 3

1.2　光纤的基本特性 4

1.3　光纤非线性 11

1.4　综述 14

习题 16

参考文献 16

第2章　脉冲在光纤中的传输 20

2.1　麦克斯韦方程组 20

2.2　光纤模式 22

2.3　脉冲传输方程 25

2.4　数值方法 32

习题 36

参考文献 36

第3章　群速度色散 40

3.1　不同的传输区 40

3.2色散感应的脉冲展宽 41

3.3三阶色散 48

3.4色散管理 55

习题 58

参考文献 59

第4章　自相位调制 61

4.1 自相位调制感应频谱变化 61

4.2　群速度色散的影响 68

4.3　半解析方法 77

4.4　高阶非线性效应 81

习题 87

参考文献 87

第5章　光孤子 91

5.1　调制不稳定性 91

5.2　光孤子 97

5.3　其他类型的孤子 105

5.4　孤子微扰 109

5.5　高阶效应 117

习题 127

参考文献 127

第6章　偏振效应 134

6.1　非线性双折射 134

6.2　非线性相移 138

6.3　偏振态的演化 143

6.4　矢量调制不稳定性 149

6.5　双折射和孤子 155

6.6　随机双折射 160

习题 166

参考文献 166

第7章　交叉相位调制 170

7.1　交叉相位调制感应的非线性耦合 170

7.2　XPM感应的调制不稳定性 172

7.3　XPM配对孤子 175

7.4　频域和时域效应 179

7.5　XPM的应用 186

7.6　偏振效应 190

7.7　双折射光纤中的XPM效应 198

习题 201

参考文献 202

第8章　受激喇曼散射 205

8.1　基本概念 205

8.2　准连续受激喇曼散射 211

8.3　短泵浦脉冲的SRS 219

8.4　孤子效应 228

8.5　偏振效应 234

习题 239

参考文献 240

第9章　受激布里渊散射 245

9.1　基本概念 245

9.2　准连续SBS 248

9.3　光纤布里渊放大器 253

9.4　SBS动力学 256

9.5　光纤布里渊激光器 265

习题 269

参考文献 269

第10章　四波混频 274

10.1　四波混频的起源 274

10.2　四波混频理论 276

10.3　相位匹配技术 280

10.4　参量放大 288

10.5　偏振效应 298

10.6　FWM的应用 306

习题 311

参考文献 311

第11章　高非线性光纤 316

11.1　非线性参量 316

11.2　石英包层光纤 323

11.3　空气包层锥形光纤 324

11.4　微结构光纤 327

11.5　非石英光纤 330

习题 333

参考文献 334

第12章　新型非线性现象 337

12.1　脉冲内喇曼散射 337

12.2　四波混频 345

12.3　超连续谱产生 349

12.4　时域和频域演化 354

12.5　谐波产生 368

习题 375

参考文献 376

应用篇 385

第1章　光纤光栅 385

1.1　基本概念 385

1.2　制作技术 387

1.3　光栅特性 391

1.4　连续波的非线性效应 398

1.5　调制不稳定性 401

1.6　非线性脉冲传输 404

1.7　相关周期结构 411

习题 417

参考文献 417

第2章　光纤耦合器 422

2.1　耦合器特性 422

2.2　非线性效应 427

2.3　超短脉冲传输 434

2.4　其他类型的耦合器 441

2.5　多芯光纤 447

习题 451

参考文献 451

第3章　光纤干涉仪 456

3.1　法布里-珀罗谐振腔和环形谐振腔 456

3.2　萨格纳克干涉仪 463

3.3　马赫-曾德尔干涉仪 470

3.4　迈克尔逊干涉仪 473

习题 474

参考文献 475

第4章　光纤放大器 479

4.1　基本概念 479

4.2　掺铒光纤放大器 483

4.3　色散和非线性效应 488

4.4　调制不稳定性 490

4.5　光孤子 494

4.6　脉冲放大 498

4.7　光纤喇曼放大器 506

习题 509

参考文献 509

第5章光　纤激光器 514

5.1　基本概念 514

5.2　连续光纤激光器 518

5.3　短脉冲光纤激光器 526

5.4　被动锁模 535

5.5　光纤非线性和色散的作用 547

习题 553

参考文献 554

第6章　光脉冲压缩 561

6.1　物理机制 561

6.2　光栅-光纤压缩器 562

6.3　孤子效应压缩器 570

6.4　光纤布拉格光栅 575

6.5　啁啾脉冲放大 579

6.6　色散管理光纤 582

6.7　其他压缩技术 587

习题 593

参考文献 594

第7章　光纤通信 600

7.1　系统基础知识 600

7.2　光纤非线性的影响 603

7.3　光纤中的孤子 615

7.4　准线性光波系统 625

习题 629

参考文献 630

第8章　光学信号处理 635

8.1　波长变换 635

8.2　超快光开关 643

8.3　时域光开关的应用 649

8.4　光再生器 655

习题 664

参考文献 665

第9章　高非线性光纤 670

9.1　微结构光纤 670

9.2　波长位移与调谐 674

9.3　超连续谱产生 682

9.4　光子带隙光纤 694

习题 699

参考文献 700

第10章　量子应用 705

10.1　脉冲传输的量子理论 705

10.2　量子噪声的压缩 710

10.3　量子非破坏性方案 720

10.4　量子纠缠 722

10.5　量子密码学 731

习题 733

参考文献 733

附录A　单位制 737

附录B　缩写词 739

附录C　非线性薛定谔方程的数值代码 741