导波光学

作者:王健

页数:123

出版时间:2010-6

价格:19.00元

isbn号码:9787302222248

具体描述

《导波光学》以经典电磁波理论和近代光学理论为基础，系统地论述了光波导的基本概念、基本理论和各种典型的分析方法。全面讲述了平面光波导、金属包层平板介质波导、矩形介质波导和圆光波导的基本原理。在此基础上，对光波导的横向耦合和纵向耦合问题分别进行了讨论。

《导波光学》适合光信息科学与技术、光纤通信、光学工程、应用物理等专业的学生作为教材或参考教材使用。

读后感

绪论把基本概念、研究内容、研究方法等介绍的比较清晰。 第六章第5节 圆光波导有用。 附录5 脉冲信号基本传输方程的推导，本书推导的貌似是均匀介质，不包含非线性的耦合项。 附录四，部分matlab计算的简单程序。或许有参考价值。暂时看不懂算法。

绪论把基本概念、研究内容、研究方法等介绍的比较清晰。 第六章第5节 圆光波导有用。 附录5 脉冲信号基本传输方程的推导，本书推导的貌似是均匀介质，不包含非线性的耦合项。 附录四，部分matlab计算的简单程序。或许有参考价值。暂时看不懂算法。

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绪论把基本概念、研究内容、研究方法等介绍的比较清晰。 第六章第5节 圆光波导有用。 附录5 脉冲信号基本传输方程的推导，本书推导的貌似是均匀介质，不包含非线性的耦合项。 附录四，部分matlab计算的简单程序。或许有参考价值。暂时看不懂算法。

用户评价

说实话，我买这本书的时候，主要冲着它是经典教材的名头去的，但真正深入阅读后，我发现它远比我想象的要“硬核”得多。这本书的叙述风格非常**学术化和严谨**，几乎不掺杂任何花哨的语言。它的重点似乎完全放在了**理论的完备性**上。我尤其对它在介绍**非线性导波现象**时的处理方式印象深刻。不同于那些侧重实验现象展示的书籍，它直接深入到了**薛定谔方程**在光纤中的形式推导，并且详尽地讨论了**自相位调制 (SPM)** 和**克尔效应**的数学模型。对于希望从事**超快光学**或者**光通信系统**底层建模的人来说，这本书提供的数学基础是极其扎实的。不过，我也必须坦诚，对于那些只希望了解应用层面的工程师来说，这本书的阅读门槛可能会偏高，因为它要求读者对**傅里叶分析**和**偏微分方程**有相当的把握。我记得我在尝试理解**孤子传输**的那部分时，光是演算那些边界条件和初始条件，就花了我好几天时间。这本书就像一位不苟言笑的老教授，它不会主动迎合你的理解习惯，而是要求你付出足够的努力去追赶它的思路。但一旦你跟上了，你会发现视野被极大地拓宽了，对光在介质中是如何“被驯服”的，有了更深层次的敬畏。

我发现这本《导波光学》在处理**光学元器件**的**损耗和耦合效率**问题时，展现出了极高的实用价值。很多教科书在讲到光波导时，往往停留在理想化的无损传播层面，但这本书明显更贴近实际工程。它非常细致地分析了**辐射损耗 (Radiation Loss)** 的来源，特别是当波导的几何结构发生微小扰动或者出现**布拉格光栅**结构时的能量泄漏机制。作者似乎特别关注如何通过理论预测和优化来**最小化光信号的衰减**。比如，关于**光栅耦合器**的设计，书中不仅给出了耦合效率的理论公式，还深入探讨了倾斜光栅和非均匀光栅对耦合特性的影响。这种对**非理想效应**的深入剖析，对于我们进行实际的**光子集成电路 (PIC)** 仿真和制造前的性能评估至关重要。我个人认为，这本书的价值在于它弥补了理论与实践之间的鸿沟，它没有回避那些在实际操作中总是遇到的“麻烦”——比如材料的非均匀性、界面的粗糙度等等，而是将这些因素纳入到理论分析框架中，并提供了相应的数学工具去量化这些影响。读完这部分内容，我才真正明白，为什么实验室中的器件性能总是与理论值存在差异，这背后的物理机制是如此精妙且复杂。

对我来说，这本书最吸引我的地方在于它对**二维和三维导波结构**的讨论，这正是现代光子学应用的核心。许多入门书籍往往止步于一维的板状波导，而《导波光学》勇敢地进入了**脊波导 (Ridge Waveguides)** 和**槽波导 (Slot Waveguides)** 的复杂世界。作者并没有简单地套用一维的理论，而是系统地介绍了**有效折射率法**的局限性，并引出了更强大的**模式匹配法 (Mode-Matching)** 和**有限元法 (Finite Element Method, FEM)** 的基本思想。虽然书中没有给出完整的FEM求解算法的编程指南，但它对**边界条件的处理**和**模式展开的截断误差**的分析，对于我们理解数值仿真软件的输出结果至关重要。我清晰地记得，书中有一段关于**亚波长结构**中光场局域化的讨论，那是电磁场超越传统几何光学限制的精彩体现。这本书不仅告诉你“如何做”，更重要的是告诉你“为什么会这样”，它在**电磁场与物质相互作用**的微观层面进行了深刻的探讨。对于希望将理论知识应用于**光子晶体或超材料**等前沿领域的研究人员，这本书提供的理论基础和分析工具箱是绝对必要的先决条件。它的深度和广度，确保了即便是技术飞速迭代的今天，其中的核心原理依然具有强大的生命力。

这本《导波光学》的书简直是为我们这些初涉光子学领域的研究生量身定制的！我记得我第一次捧起它的时候，就被那种详尽的数学推导深深吸引住了。作者对麦克斯韦方程组在特定介质（比如光波导）中的应用讲解得极其透彻，从一开始的理论基础到后来的数值求解方法，每一个环节都衔接得天衣无缝。特别是关于**耦合模理论 (Coupled Mode Theory)** 的那几个章节，简直是经典中的经典。它不像市面上某些教材那样，只是罗列公式，而是真的花了大篇幅去解释物理图像，让你明白为什么波导之间的能量交换会遵循那样的微分方程组。读完之后，我再去看那些复杂的集成光学器件手册，瞬间就清晰多了，仿佛所有的原理都浮现在眼前。对于我这种需要设计和仿真波导器件的人来说，这本书提供的理论深度是无可替代的。如果你的目标是深入理解光在**微纳结构**中的传播机制，这本书的价值远超其定价。我尤其欣赏它在处理**弯曲波导**和**色散**问题时的严谨性，那些复杂的本征方程和特征值分析，作者都给出了非常清晰的步骤分解，即便是复杂的**模式耦合**现象，也能被拆解成易于理解的小块。总而言之，这是一本可以放在案头，随时翻阅的工具书，它构建了坚实的理论框架，让复杂的导波现象变得不再神秘。

这本书的编排结构体现了一种非常**清晰的逻辑递进感**。它不是将所有内容一股脑抛给你，而是遵循着“从简单到复杂，从一维到多维”的原则进行展开。一开始，它是从最基础的平面波在界面上的反射和折射讲起，然后逐步过渡到**平面光波导**的模式分析，接着就自然而然地引出了**光纤**这种圆柱对称的结构。我特别欣赏它在**模式场分布**描述上的细致。它用**本征模**的概念清晰地界定了光在波导中传播的“轨道”，并详尽地对比了**TE模、TM模**以及更复杂的**高阶模**之间的区别和耦合特性。对于**单模光纤**的有效折射率和模式场的精确计算，书中提供的**半解析方法**（比如WKB近似或微扰法）非常有指导意义。我过去一直对如何准确地计算**模式的有效折射率**感到困惑，这本书提供的详细步骤和参考案例，极大地帮助我建立了对这个核心概念的直观认识。整本书读下来，你会感觉自己像是经历了一次结构化的训练，从最简单的光束传播模型，一步步搭建起了理解复杂**多模波导网络**的知识大厦。它的节奏控制得非常好，很少出现让人迷失方向的支路讨论，始终聚焦于核心的导波物理。