光纤光学：原理与应用

　　第1章 光纤传输的基本理论
　　1.1 引言
　　1.2 均匀折射率光纤的光线理论
　　1.2.1 子午光线的传播
　　1.2.2 斜光线的传播
　　1.2.3 光纤的弯曲
　　1.2.4 光纤端面的倾斜效应
　　1.2.5 圆锥形光纤
　　1.3 变折射率光纤的光线理论
　　1.3.1 程函方程
　　1.3.2 光线方程
　　1.3.3 变折射率光纤中的光线分析
　　1.4 光波导的一般理论——正规光波导
　　1.4.1 麦克斯韦方程组
　　1.4.2 波动方程
　　1.4.3 模式
　　1.4.4 模式场的纵、横向分量
　　1.5 均匀折射率光纤的波动理论
　　1.5.1 矢量模
　　1.5.2 线偏振模与标量法
　　1.5.3 二层均匀光纤
　　1.5.4 电磁场分布图
　　1.6 变折射率光纤的波动理论
　　1.6.1 引言
　　1.6.2 平方律光纤的解析解
　　1.6.3 级数近似解
　　1.7 均匀折射率单模光纤的分析
　　1.7.1 引言
　　1.7.2 基本性质
　　1.7.3 功率分布_
　　1.8 变折射率单模光纤的分析
　　1.8.1 等效平方律折射率光纤法
　　1.8.2.等效阶跃折射率光纤法
　　1.9 非正规光波导的模耦合方程
　　1.9.1 非正规光波导
　　1.9.2 非正规光波导的模耦合方程（矢量模耦合方程）
　　思考题与习题
　　参考文献
　　第2章 光纤的特性
　　2.1 引言
　　2.2 光纤的损耗
　　2.2.1 吸收损耗
　　2.2.2 散射损耗
　　2.3 光纤的色散
　　2.3.1 概述
　　2.3.2 多模色散
　　2.3.3 波长色散
　　2.3.4 各种色散大小的比较
　　2.4 单模光纤的设计
　　2.4.1 引言
　　2.4.2 截止条件
　　2.4.3 等效阶跃折射率光纤
　　2.4.4 色散特性
　　2.5 偏振保持光纤简介
　　2.5.1 引言
　　2.5.2 偏振保持光纤的结构类型
　　2.6 弹光效应
　　2.7 光纤中产生双折射的原因
　　2.7.1 于芯的椭圆度引起的双折射
　　2.7.2 应力引起的双折射
　　2.7.3 弯曲引起的双折射
　　2.7.4 扭曲引起的双折射
　　2.7.5 外场引起的双折射
　　2.7.6 减小双折射影响的特殊措施
　　2.8 偏振光在光纤中的传输
　　2.8.1 偏振光的矩阵表示法——Jones矢量法
　　2.8.2 Jones矩阵法在光纤中的应用
　　2.8.3 单模光纤在外力作用下引起双折射效应的Jones矩阵
　　2.8.4 Poincare球图示法
　　思考题与习题
　　参考文献
　　第3章 光纤中的非线性效应
　　3.1 引言
　　3.2 基本原理
　　3.2.1 非线性极化
　　3.2.2 受激非弹性散射
　　3.2.3 基本传输方程
　　3.2.4 非线性脉冲传输
　　3.3 自相位调制
　　3.3.1 非线性相移
　　3.3.2 脉冲形状和初始啁啾的影响
　　3.4 光纤中的光孤子
　　3.4.1 概述
　　3.4.2 脉冲演化
　　3.4.3 基态孤子
　　.3.4.4 暗孤子
　　3.5 交叉相位调制
　　3.6 受激拉曼散射
　　3.6.1 拉曼增益谱
　　3.6.2 拉曼阈值
　　3.6.3 光纤拉曼散射的应用
　　3.7 受激布里渊散射
　　3.7.1 概述
　　3.7.2 布里渊增益谱
　　3.7.3 受激布里渊散射的应用
　　3.8 四波混频
　　3.8.1 四波混频原理
　　3.8.2 多模光纤中的相位匹配
　　3.8.3 单模光纤中的相位匹配
　　3.8.4 双折射光纤中的相位匹配
　　思考题与习题
　　参考文献
　　第4章 光纤的连接和处理
　　4.1 引言
　　4.2 光纤弯曲损耗
　　4.2.1 光纤的宏弯损耗
　　4.2.2 微弯引起的光纤损耗
　　4.3 光纤和光源的连接
　　4.3.1 半导体激光器和光纤的连接
　　4.3.2 半导体发光二极管和光纤的耦合
　　4.4 光纤和光纤的连接
　　4.4.1 多模光纤和多模光纤的直接耦合
　　4.4.2 单模光纤和单模光纤直接耦合
　　4.5 光纤端面的处理
　　4.5.1 涂覆层剥除
　　4.5.2 光纤端面制备
　　4.5.3 光纤端面质量的检验
　　4.6 光纤的固定连接
　　4.6.1 光纤对准调节
　　4.6.2 光纤的固定
　　4.7 光纤熔接
　　4.7.1 概述
　　4.7.2 影响光纤熔接性能的因素
　　4.7.3 光纤熔接中容易出现的问题与解决方法
　　4.8 侧边抛磨光纤
　　4.8.1 引言
　　4.8.2 侧边抛磨光纤的制备
　　4.8.3 侧边抛磨光纤的应用
　　4.9 光纤的腐蚀
　　……
　　第5章 特种光纤
　　第6章 光纤特征参数的测量
　　第7章 光纤无源及有源器件
　　第8章 光纤传输数据和图像
　　第9章 光纤传感器
　　第10章 光纤设计和制造
　　参考文献

　　    廖延彪，1957年毕业于武汉大学物理系物理专业。现为清华大学电子工程系退休教授，博士生导师。从事光纤传输和传感方面教学和研究工作30余年。承担并主持多项国家基金.航天基金.国家重大攻关项目.以及国家863重大项目。发表论文200余篇.编著《物理光学》，《光纤光学》，《偏振光学》、《光学原理与应用》、《光纤传感技术与应用》等。
　　    廖延彪及其所在的清华大学光纤传感研究室的研究内容涉及强度型、干涉型、偏振型以及波长型等各类传感器的基本理论及其关键技术。应用范围涉及电力行业的电流、电压、温度等参量的测量：石油化工行业的液位、温度、压力、水声、流量等参量的测量等。

　　    《光纤光学：原理与应用》从光的电磁理论出发，全面地论述了光在光纤中传输和传感的基本特性及应用。具体内容包括：均匀折射率和非均匀折射率光纤的传输理论（光线理论、波动理论、模耦合理论、非线性理论）；光纤的损耗、色散、偏振以及非线性特性；光纤设计，光纤的连接和处理，参数测量的基本方法；光纤有源和无源器件，各类特种光纤的简介；光纤在传输数据和图像、传感方面的应用，等等。
　　    《光纤光学：原理与应用》可作为高等院校激光、光电子、光学仪器以及物理等专业的研究生教材，也可供上述专业的大学生和科技工作者学习和参考。