光電子理論與技術

第1章激光束傳播的基礎理論
1.1光學矩陣
1.1.1光學元件的光學矩陣
1.1.2光學系統(tǒng)的光學矩陣
1.1.3光學系統(tǒng)的約束條件
1.2類透鏡介質及其光學矩陣
1.3高斯光束的波動方程
1.4均勻介質中高斯光束的基本解
1.5ABCD定律
1.6均勻介質中的高階模
1.6.1高階模的表示
1.6.2高階模的數(shù)學解
1.7類透鏡介質中高斯光束的高階模
習題
第2章光學諧振腔
2.1開式諧振腔
2.2光學諧振腔的分類與計算
2.2.1平行平面腔
2.2.2球面腔
2.3光學諧振腔模式的穩(wěn)定判據(jù)
2.3.1運用透鏡波導的推導
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光學諧振腔的損耗
2.5.1光學諧振腔的損耗機理
2.5.2光學諧振腔損耗的表征參量
習題
第3章光受激放大原理
3.1激活介質的能級結構
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單個原子與輻射場單個模式間相互作用
3.5.2統(tǒng)計平均
3.5.3受激放大
3.6輻射譜線加寬
3.6.1加寬機制
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
4.1.3激光振蕩頻率
4,2振蕩條件的拉姆理論驗證
4.3頻率牽引、模式競爭和燒孔效應
4.3,1頻率牽引效應
4.3.2模式競爭效應
4,3.3燒孔效應
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
習題
第5章脈沖激射與弛豫振蕩
5.1調Q激光器
5,1.1調@物理過程
5.1.2調9激光器的輸出功率
5.1.3輸出脈沖的時間特性
5.2g突變技術
5.2.1轉鏡調9
5.2.2聲光調Q
5.2.3染料調9
5.2.4電光調9
5.3激光器的自調Q-弛豫振蕩
5.3.1弛豫振蕩過程
5.3.2自調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次諧波自相關法
習題
第6章半導體光源
6.1半導體基礎知識
6.1.1半導體單晶的晶格點陣
6.1.2半導體的能帶結構
6.1.3費米—狄拉克能量分布律
6.1.4pn結
6.1.5多元半導體固溶體
6.2半導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半導體激光器的特性
6.3.1LD性能的總體評價
6.3.2LD的模式特性
6.3.3LD的遠場特性
6.3.4LD的熱穩(wěn)定性
6.3.5LD的退化與失效
6.4半導體光源的實用結構
6.4.1異質結(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、應變量子阱與超晶格
6.4.5復合波導結構
6.4.6發(fā)光二極管(LED)
6.4.7光發(fā)送模塊
習題
第7章光載波調制
7.1光載波調制綜述
7.1.1光載波調制的特點
7.1.2相干光通信的困難
7.2直接光強調制(內調制)
7.2.1內調制光發(fā)送機
7.2.2內調制的消光比及其規(guī)范
7.3頻率啁啾(chirp)效應
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電光調制器
7.4.1電光效應
7.4.2電光振幅調制
7.4.3電光相位調制
7.4.4電光調制的頻率特性
7.5MZl和EA外調制器
7.5.1MZI光調制器
7.5.2EA光調制器
習題
第8章光信號放大
8.1半導體光放大器綜述
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的新結構
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+的能級結構
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半導體光—電轉換機理
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—復合噪聲
9.2.5散粒噪聲
9.3光電導
9.3.1光電導的直接檢測原理
9.3.2相干檢測原理
9.4p-i-n光電檢測器
9.4.1pin-PD的結構與性能
9.4.2pin光接收機的靈敏度
9.5APD光電檢測器
9.5.1APD的倍增
9.5.2雪崩噪聲
9.5.3APD的管芯結構
9.5.4APD光接收機的靈敏度
習題
第10章光纖傳輸
10.1光纖的結構、分類和特性參數(shù)
10.1.1光纖的結構
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色散機理
10.3.2光纖色散特性的定量描述
10.3.3色散補償技術
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自相位調制原理及其色散補償能力
10.5塑料光纖
10.5.1塑料光纖的研究現(xiàn)狀與應用前景
10.5.2塑料光纖的制作技術
10.5.3POF的損耗機理
習題
第11章光孤子
11.1孤子概述
11.2光孤子形成的機理
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充
11.5光孤子的應用
習題
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