- Артикул:00-01017266
- Автор: Панов М.Ф., Соломонов А.В.
- ISBN: 978-5-8114-2319-4
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Лань (все книги издательства)
- Город: СПб
- Страниц: 564
- Формат: 84х108/32
- Год: 2017
Развернуть ▼
Рассмотрены основные свойства электромагнитных волн, законы распространения, отражения и преломления, законы кристаллооптики, электронная теория дисперсии, физические эффекты, используемые для преобразования оптического излучения, законы распространения электромагнитных волн по световодам, основные компоненты устройств интегральной оптики, а также основные принципы ближнепольной оптики и микроскопии. Вопросы магнитооптики рассмотрены с применением тензорного анализа, а принципы распространения света через волноведущие среды — с использованием результатов теории связанных мод, представленной в приложении пособия. Приведены конкретные примеры практической реализации рассматриваемых законов и эффектов.
Книга рекомендована в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлениям «Электроника и наноэлектроника», «Нанотехнология и микросистемная техника», «Фотоника и оптоинформатика».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1
Физические основы волновой оптики
Введение
1.1. Электромагнитные волны: распространение, отражение, преломление
1.1.1. Уравнения Максвелла и плоские электромагнитные волны
1.1.2. Энергия, переносимая электромагнитной волной
1.1.3. Скорость распространения электромагнитной волны
1.1.4. Стоячие электромагнитные волны
1.1.5. Законы отражения и преломления электромагнитных волн
1.1.6. Формулы Френеля и их следствия
1.1.7. Электромагнитные волны в поглощающих средах
1.2. Электромагнитные волны в анизотропных средах
1.2.1. Диэлектрический тензор анизотропной среды
1.2.2. Плоские волны в анизотропных средах. Оптические поверхности
1.2.3. Распространение света в одноосных и двуосных кристаллах
1.2.4. Оптическая активность
1.3. Интерференция электромагнитных волн
1.3.1. Основные соотношения для интерференции электромагнитных волн
1.3.2. Локализация интерференционных полос и цвета тонких пластин
1.3.3. Диэлектрические интерференционные слои
1.3.4. Интерферометр Майкельсона
1.3.5. Интерферометр Фабри — Перо
1.3.6. Свет с частичной временной когерентностью, его спектр и интерференция
1.4. Дифракция плоских волн на щели и периодической структуре
1.5. Приближение геометрической оптики
1.6. Нелинейные оптические явления
1.6.1. Природа нелинейных оптических явлений и их классификация
1.6.2. Соотношение Мэнли — Роу. Виды преобразований частоты
1.6.3. Генерация удвоенной частоты и условие фазового синхронизма
1.6.4. Параметрические усиление, генерация и повышение частоты
1.6.5. Методы согласования фаз
1.7. Дисперсионные соотношения для электромагнитных волн
1.7.1. Дисперсия диэлектрической проницаемости
1.7.2. Эффект Фарадея в рамках электронной теории дисперсии
1.7.3. Дисперсионные соотношения Крамерса — Кронига
Глава 2
Преобразование оптического излучения в кристаллах
Введение
2.1. Двулучепреломляющие оптические системы
2.1.1. Элементы двулучепреломляющих оптических систем
2.1.2. Поляризационные фильтры Шольца
2.2. Электрооптические явления и устройства
2.2.1. Электрооптический эффект
2.2.2. Линейный электрооптический эффект в кристаллах различных групп симметрии
2.2.3. Электрооптическая модуляция световых волн
2.2.4. Амплитудный электрооптический модулятор
2.2.5. Фазовый электрооптический модулятор
2.2.6. Электрооптические модуляторы Фабри — Перо
2.2.7. Электрооптический эффект Керра
2.2.8. Электрооптические эффекты в жидких кристаллах
2.3. Акустооптические явления и устройства
2.3.1. Фотоупругий эффект
2.3.2. Акустооптическое взаимодействие
2.3.3. Режимы дифракции Брэгга и Рамана — Ната
2.3.4. Мощность отклоненного пучка в режиме дифракции Брэгга
2.3.5. Дифракция Брэгга в анизотропной среде
2.3.6. Акустооптические модуляторы
2.3.7. Акустооптические дефлекторы
2.3.8. Акустооптические перестраиваемые фильтры и анализаторы спектра
2.4. Магнитооптические явления и устройства
2.4.1. Электромагнитные волны в гиротропной среде
2.4.2 .Магнитное вращение плоскости поляризации и магнитный круговой дихроизм
2.4.3. Эффект Фарадея в условиях естественного двулучепреломления
2.4.4. Магнитное линейное двулучепреломление и магнитный линейный дихроизм
2.4.5. Магнитооптические эффекты Керра
2.4.6. Магнитооптические модуляторы
2.4.7. Магнитооптические изоляторы
2.4.8. Устройства памяти на магнитооптических дисках
Глава 3
Теория оптических световодов
Введение
3.1. Геометрическая оптика планарных световодов
3.2. Световод прямоугольного сечения: электромагнитная теория
3.2.1. Электромагнитная теория планарных световодов
3.2.2. Направляемые моды планарных световодов
3.2.3. Распределение напряженности и энергии поля
3.3. Световод круглого сечения: лучевое приближение
3.3.1. Полное внутреннее отражение на поверхности цилиндрического световода
3.3.2. Направляемые моды двухслойного волокна
3.4. Световод круглого сечения: электромагнитная теория
3.4.1. Уравнения Максвелла в цилиндрических координатах. Частный случай ТЕ- и ТМ-мод
3.4.2. ЕН- и НЕ-моды. Условия отсечки
3.4.3. Слабонаправляющие волокна. Гибридные LP-моды
3.5. Дисперсионные явления в световодах
3.5.1. Меясмодовая дисперсия
3.5.2. Материальная дисперсия
3.5.3. Дисперсия в одномодовых волокнах. Волноводная дисперсия
3.5.4. Поляризация мод и поляризационная дисперсия
3.5.5. Влияние внутримодовой дисперсии на передачу информации в дискретной форме
3.6. Градиентные световоды
3.6.1. Распространение света и меясмодовая дисперсия в градиентных световодах
3.6.2. Направляемые моды градиентного световода. Многослойное приближение
3.7. Потери в волокнах
Глава 4
Устройства интегральной оптики
Введение
4.1. Периодические световоды: типы и математическое описание
4.2. Связь противонаправленных мод в периодических световодах
4.3. Лазеры с распределенной обратной связью
4.4. Направленные ответвители
4.5. Элементы ввода и вывода излучения из световода
4.6. Фазовые и амплитудные электрооптические модуляторы
4.7. Электрооптическая модуляция и связь мод
4.8. Интерферометрические модуляторы
4.9. Акустооптические устройства для схем интегральной оптики
4.10. Магнитооптические устройства для схем интегральной оптики
4.11. Монолитно-интегральные и гибридные полупроводниковые оптические схемы
4.12. Монолитная интеграция на основе световодов
Глава 5
Принципы ближнепольной оптики
5.1. Эванесцентные поля и спектральное представление полей. Пропагаторы
5.2. Передача информации из ближней зоны в дальнюю
5.3. Техника ближнепольной микроскопии. Ближнепольные зонды
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Описание поляризации света
П1. Описание поляризации света с помощью матриц Джонса
П1.2. Аппарат векторов Стокса
Приложение 2
Вывод граничных условий для составляющих поля и индукции
Приложение 3
Вывод соотношения Чебышева для степени
унимодулярной матрицы
Приложение 4
Теория связанных мод
П4.1. Уравнения связанных мод
П4.2. Решения для различных режимов связи
П4.3. Ортогональность и нормировка мод
П4.4. Коэффициент связи волноводных мод
Приложение 5
Вывод соотношений для амплитуд линейно поляризованных LP-мод
Литература
Рекомендуем
