光電子理論與技術(shù)

第1章激光束傳播的基礎(chǔ)理論
1.1光學(xué)矩陣
1.1.1光學(xué)元件的光學(xué)矩陣
1.1.2光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)矩陣
1.1.3光學(xué)系統(tǒng)的約束條件
1.2類透鏡介質(zhì)及其光學(xué)矩陣
1.3高斯光束的波動(dòng)方程
1.4均勻介質(zhì)中高斯光束的基本解
1.5ABCD定律
1.6均勻介質(zhì)中的高階模
1.6.1高階模的表示
1.6.2高階模的數(shù)學(xué)解
1.7類透鏡介質(zhì)中高斯光束的高階模
習(xí)題
第2章光學(xué)諧振腔
2.1開式諧振腔
2.2光學(xué)諧振腔的分類與計(jì)算
2.2.1平行平面腔
2.2.2球面腔
2.3光學(xué)諧振腔模式的穩(wěn)定判據(jù)
2.3.1運(yùn)用透鏡波導(dǎo)的推導(dǎo)
2.3.2自洽場方法
2.3.3穩(wěn)區(qū)圖
2.4共振頻率間隔
2.4.1縱模共振頻率間隔
2.4.2橫模共振頻率間隔
2.5光學(xué)諧振腔的損耗
2.5.1光學(xué)諧振腔的損耗機(jī)理
2.5.2光學(xué)諧振腔損耗的表征參量
習(xí)題
第3章光受激放大原理
3.1激活介質(zhì)的能級結(jié)構(gòu)
3.2光輻射的經(jīng)典理論
3.3躍遷速率方程理論
3.3.1自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收
3.3.2愛因斯坦關(guān)系式
3.3.3光增益系數(shù)
3.4半經(jīng)典理論
3.4.1原子偶極矩的平均值
3；4.2介質(zhì)在輻射場中的極化率
3.4.3輻射場的色散與增益
3.5全量子理論
3,5.1單個(gè)原子與輻射場單個(gè)模式間相互作用
3.5.2統(tǒng)計(jì)平均
3.5.3受激放大
3.6輻射譜線加寬
3.6.1加寬機(jī)制
3.6.2均勻加寬
3.6.3非均勻加寬
3.7增益飽和
3.7.1均勻加寬下的增益飽和
3.7.2非均勻加寬下的增益飽和
習(xí)題
第4章激光振蕩
4.1激光振蕩條件
4.1.1自再現(xiàn)要求
4.1.2閾值增益與閾值反轉(zhuǎn)
4.1.3激光振蕩頻率
4,2振蕩條件的拉姆理論驗(yàn)證
4.3頻率牽引、模式競爭和燒孔效應(yīng)
4.3,1頻率牽引效應(yīng)
4.3.2模式競爭效應(yīng)
4,3.3燒孔效應(yīng)
4.4激光器的輸出功率
4.4：1~n的宏觀量表示
4.4,2最佳耦合下的輸出功率
4.5自發(fā)輻射對輸出的影響
習(xí)題
第5章脈沖激射與弛豫振蕩
5.1調(diào)Q激光器
5,1.1調(diào)@物理過程
5.1.2調(diào)9激光器的輸出功率
5.1.3輸出脈沖的時(shí)間特性
5.2g突變技術(shù)
5.2.1轉(zhuǎn)鏡調(diào)9
5.2.2聲光調(diào)Q
5.2.3染料調(diào)9
5.2.4電光調(diào)9
5.3激光器的自調(diào)Q-弛豫振蕩
5.3.1弛豫振蕩過程
5.3.2自調(diào)Q的定量分析
5.4鎖模激光器
5.4.1均勻與非均勻系統(tǒng)的振蕩模式
5.4.2鎖模激光器原理
5.5超短光脈沖的測量
5.5.1光子熒光法
5.5.2次諧波自相關(guān)法
習(xí)題
第6章半導(dǎo)體光源
6.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)
6.1.1半導(dǎo)體單晶的晶格點(diǎn)陣
6.1.2半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
6.1.3費(fèi)米—狄拉克能量分布律
6.1.4pn結(jié)
6.1.5多元半導(dǎo)體固溶體
6.2半導(dǎo)體激光器的基本原理
6.2.1場致發(fā)光
6.2.2LD的激光振蕩條件
6.2.3LD的輸出功率
6.3半導(dǎo)體激光器的特性
6.3.1LD性能的總體評價(jià)
6.3.2LD的模式特性
6.3.3LD的遠(yuǎn)場特性
6.3.4LD的熱穩(wěn)定性
6.3.5LD的退化與失效
6.4半導(dǎo)體光源的實(shí)用結(jié)構(gòu)
6.4.1異質(zhì)結(jié)(Heterojunction)
6.4.2掩埋條形(BuriedStrip)
6.4.3波紋光柵—分布反饋
6.4.4量子阱、應(yīng)變量子阱與超晶格
6.4.5復(fù)合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)
6.4.6發(fā)光二極管(LED)
6.4.7光發(fā)送模塊
習(xí)題
第7章光載波調(diào)制
7.1光載波調(diào)制綜述
7.1.1光載波調(diào)制的特點(diǎn)
7.1.2相干光通信的困難
7.2直接光強(qiáng)調(diào)制(內(nèi)調(diào)制)
7.2.1內(nèi)調(diào)制光發(fā)送機(jī)
7.2.2內(nèi)調(diào)制的消光比及其規(guī)范
7.3頻率啁啾(chirp)效應(yīng)
7.3.1頻率啁啾及其觀測
7.3.2頻率啁啾的定量分析
7.4電光調(diào)制器
7.4.1電光效應(yīng)
7.4.2電光振幅調(diào)制
7.4.3電光相位調(diào)制
7.4.4電光調(diào)制的頻率特性
7.5MZl和EA外調(diào)制器
7.5.1MZI光調(diào)制器
7.5.2EA光調(diào)制器
習(xí)題
第8章光信號放大
8.1半導(dǎo)體光放大器綜述
8.2SOA的特性
8.2.1小信號增益和增益帶寬
8.2.2增益飽和
8.2.3SOA對信號偏振態(tài)的敏感性
8.2.4SOA的噪聲
8.3SOA的新結(jié)構(gòu)
8.3.1錐形有源區(qū)
8.3.2非均勻量子阱
8.3.3薄型MOW
8.4光纖放大器綜述
8.4.1拉曼光纖放大器(FRA)
8.4.2布里淵光纖放大器(FBA)
8.4.3摻質(zhì)光纖放大器(FDA)
8.5摻鉺光纖放大器
8.5.1EDFA的泵浦與Er3+的能級結(jié)構(gòu)
8.5.2EDFA的增益與增益帶寬
8.5.3EDFA的功率飽和及噪聲特性
8.5.4F基、Te基和Bi基EDFA
8.5.5EDFA的應(yīng)用
8.61.3gm和S波段FOA
8.6.1PDFA
8.6.2TDFA
8.7拉曼光纖放大器
8.7.1從FRA到D-RAT
8.7.2DRA的組成與特性
8.7.3DRA與EDFA聯(lián)合使用
習(xí)題
第9章光電檢測
9.1光電檢測器的性能參數(shù)
9.1.1半導(dǎo)體光—電轉(zhuǎn)換機(jī)理
9.1.2光電檢測器的性能參數(shù)
9.2光電檢測器的噪聲理論
9.2.1PD的噪聲源
9.2.2卡森定理
9.2.3熱噪聲
9.2.4產(chǎn)生—復(fù)合噪聲
9.2.5散粒噪聲
9.3光電導(dǎo)
9.3.1光電導(dǎo)的直接檢測原理
9.3.2相干檢測原理
9.4p-i-n光電檢測器
9.4.1pin-PD的結(jié)構(gòu)與性能
9.4.2pin光接收機(jī)的靈敏度
9.5APD光電檢測器
9.5.1APD的倍增
9.5.2雪崩噪聲
9.5.3APD的管芯結(jié)構(gòu)
9.5.4APD光接收機(jī)的靈敏度
習(xí)題
第10章光纖傳輸
10.1光纖的結(jié)構(gòu)、分類和特性參數(shù)
10.1.1光纖的結(jié)構(gòu)
10.1.2光纖的分類
10.1.3光纖的傳輸特性
10.2光纖的模場理論
10.2.1傳輸模式的幾何光學(xué)描述
10.2.2SI光纖的場解
10.2.3特征方程與模式截止條件
10.2.4模式的命名和模場圖
10.3光纖的色散理論
10.3.1色散機(jī)理
10.3.2光纖色散特性的定量描述
10.3.3色散補(bǔ)償技術(shù)
10.4光纖的非線性
10.4.1非線性概念
10.4.2SBS、sRs-~xvM的產(chǎn)生門限和抑制方法
10.4.3lgt波混頻原理
10.4.4自相位調(diào)制原理及其色散補(bǔ)償能力
10.5塑料光纖
10.5.1塑料光纖的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景
10.5.2塑料光纖的制作技術(shù)
10.5.3POF的損耗機(jī)理
習(xí)題
第11章光孤子
11.1孤子概述
11.2光孤子形成的機(jī)理
11.3光纖光孤子傳輸方程與光孤子特征
11.3.1光孤子傳輸方程
11.3.2基態(tài)孤子和高階孤子的基本特征
11.4光孤子產(chǎn)生的條件及能量的損耗與補(bǔ)充
11.5光孤子的應(yīng)用
習(xí)題
附錄A密度矩陣
附錄B輻射場量子化
附錄C本書使用的英語縮寫
參考文獻(xiàn)