光波导理论参考书

5.2.5 远离截止状态时导波模的性态 1.TE 0n 模和TM 0n 模在TM 模和TE 模的特征方程中，代进K m （W ）在 W →∞时的渐进式，得到10()10()J U UJ U W=-→这就是说，TE 0n 模和TM 0n 模远离截止状态时，其特征方程简化为1()0J U =用U f 表示远离截止状态时纤芯内的径向归一化相位常数，则TE 0n 模和TM 0n 模在远离截止状态时，1,1,2,3f n U u n ==与截止状态的参数相联系，可以看到TE 0n 模和TM 0n 模的归一化径向相位常数U 的取值范围在u 0n 和u 1n 之间。

2.EH mn 模将W →∞时K m （W ）的渐进式代进EH 模的特征方程，得到1()10()m m J U UJ U W+→-→这就是说，EH mn 模在远离截止状态时，其特征方程化简为1()0m J U +=与EH mn 模得截止参数相联系，EH mn 模的归一化径向相位常数U 的取值范围在m 阶贝塞尔函数的第n 个根和m+1阶贝塞尔函数的第n 个根之间。

3.HE mn 模将W →∞时K m （W ）的渐进式代入HE 模的特征方程，可以得到远离截止频率状态时HE mn 模的特征方程为1()0m J U -=远离截止状态时，HE mn 模的归一化径向相位常数U f 为1,f m n U u -=这就是说，HE mn 模在远离截止状态时其归一化径向相位常数接近于m-1阶贝塞尔函数的第n 个根。

将各类模式的归一化径向相位常数U 的取值范围列进表5.3中，查阅和记忆都将十分方便。

有了各类模式的U 值范围，这给求解各类模式的特征方程提供了方便。

各类模式的特征方程都是超越方程，只能用数值方法求解。

对于一个确定的模，从表5.3中可以查得U 的范围，这也就给出了用数值法求解时U 的初值选取范围，从而大大加快求解过程的收敛速度。

5.3 阶跃光纤中的线偏振模如前所述，通信中使用的光纤都是所谓弱导光纤。

“FOUNDATIONS FOR GUIDED-WAVE OPTICS”（波导光学）教材评介刘卓琳（南开大学现代光学研究所）摘要：《Foundations for Guided-Wave Optics》是一本非常有参考价值的学习用书，本文对该书的主要内容、特点和适用人群进行了阐述，并结合教学成果分享了该书中的部分数值模拟结果。

1. 该书的主要内容及特点1.1 该书的主要内容该书作者CHIN-LIN CHEN，主要从事集成和光纤光学，光电子学和纳米技术方向的研究，他所著的这本《Foundations for Guided-Wave Optics》，即《波导光学》一书是他从事的集成光学和光纤光学领域的一本著作。

此书涵盖了波导光学器件及系统的基本原理、性能、用途等方面内容。

该书以经典电磁场理论与近代光学为基础，全面论述了波导光学和非线性光学的基本原理，系统总结了近年来在这个领域所取得的重要研究成果。

内容涵盖了光波导调制的基本原理及其应用，多层波导、矩形介质波导、周期性波导、渐变折射率波导、多量子阱波导及光纤（包括正规与非正规、均匀与非均匀、线性与非线性光纤）的传输特性（耦合、色散），光孤子的基本概念等。

在波导光学部分，该书以无源介质光波导和光纤为主要研究对象，介绍了波导光学的基本原理和目前应用较多的波导光学器件。

在非线性光学部分，该书首先阐述了非线性光学的基本概念，并在此基础上深入讨论了常见的二阶、三阶非线性光学现象。

1.2 该书的主要特点《波导光学》对于光波导的研究是一本非常有价值的参考书，虽然其内容非常基础，大部分的讲解在其他参考书上都可以找到，但其整体知识结构的编排以及一些重要的解决问题的思想方法体现除了本书的独到之处。

首先，本书的知识框架非常清晰。

一开始从波导基础理论入手，介绍了波导的基本概念，比如：阶跃型波导与渐变型波导的分类，特性，光传输机制；接着介绍了几种典型几何结构的波导，重点讲解了条形波导和脊型波导，使读者对这两种波导中的模式分类及色散等其他特性有了比较全面的了解；然后本书讲解了光纤双折射问题及实用光纤的近似化处理方法，在这一部分，产生双折射的各种物理机制及双折射的定量计算都有详细的说明；本书最后一部分对非线性光纤光学作了重点阐述，透彻分析了光纤中一些重要的非线性现象，比如：布里渊频移、四波混频。

“FOUNDATIONS FOR GUIDED-WAVE OPTICS”（波导光学）教材评介刘卓琳（南开大学现代光学研究所）摘要：《Foundations for Guided-Wave Optics》是一本非常有参考价值的学习用书，本文对该书的主要内容、特点和适用人群进行了阐述，并结合教学成果分享了该书中的部分数值模拟结果。

1. 该书的主要内容及特点1.1 该书的主要内容该书作者CHIN-LIN CHEN，主要从事集成和光纤光学，光电子学和纳米技术方向的研究，他所著的这本《Foundations for Guided-Wave Optics》，即《波导光学》一书是他从事的集成光学和光纤光学领域的一本著作。

此书涵盖了波导光学器件及系统的基本原理、性能、用途等方面内容。

该书以经典电磁场理论与近代光学为基础，全面论述了波导光学和非线性光学的基本原理，系统总结了近年来在这个领域所取得的重要研究成果。

内容涵盖了光波导调制的基本原理及其应用，多层波导、矩形介质波导、周期性波导、渐变折射率波导、多量子阱波导及光纤（包括正规与非正规、均匀与非均匀、线性与非线性光纤）的传输特性（耦合、色散），光孤子的基本概念等。

在波导光学部分，该书以无源介质光波导和光纤为主要研究对象，介绍了波导光学的基本原理和目前应用较多的波导光学器件。

在非线性光学部分，该书首先阐述了非线性光学的基本概念，并在此基础上深入讨论了常见的二阶、三阶非线性光学现象。

1.2 该书的主要特点《波导光学》对于光波导的研究是一本非常有价值的参考书，虽然其内容非常基础，大部分的讲解在其他参考书上都可以找到，但其整体知识结构的编排以及一些重要的解决问题的思想方法体现除了本书的独到之处。

首先，本书的知识框架非常清晰。

一开始从波导基础理论入手，介绍了波导的基本概念，比如：阶跃型波导与渐变型波导的分类，特性，光传输机制；接着介绍了几种典型几何结构的波导，重点讲解了条形波导和脊型波导，使读者对这两种波导中的模式分类及色散等其他特性有了比较全面的了解；然后本书讲解了光纤双折射问题及实用光纤的近似化处理方法，在这一部分，产生双折射的各种物理机制及双折射的定量计算都有详细的说明；本书最后一部分对非线性光纤光学作了重点阐述，透彻分析了光纤中一些重要的非线性现象，比如：布里渊频移、四波混频。

光波导理论与技术一、课程说明课程编号：140514Z10课程名称：光波导理论与技术/ Light Waveguide theory and Technology课程类别：专业教育课程学时/学分：32/2先修课程：大学物理、高等数学、激光原理等适用专业：光电信息科学与工程专业学生教材、教学参考书：1. 张民编. 光波导理论简明教程. 北京:北京邮电大学出版社.2011年；2. 马春生主编. 光波导器件设计与模拟. 北京:高等教育出版社. 2012年。

二、课程设置的目的意义光波导技术是光电信息科学与工程专业本科生的专业选修课。

本课程的目的是让学生了解和部分掌握光波导分析的基本方法以及光波导模式理论及色散理论在光波导器件、有源及无源器件等领域的重要应用。

为后续的专业课程提供有力的工具。

三、课程的基本要求本课程要求学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术；了深刻理解和熟练掌握光纤的波动理论；了解光缆的结构及分类；理解无源光器件的概念及工作特点；掌握光源的发光原理和发光特性。

四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定根据课程类型、课程性质、课程内容及特点，确定适合的考核内容、考核方式及成绩评定。

考核内容重点考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用多种形式（笔试、口试、答辩、测验、论文等）、多个阶段（平时测试、作业测评、课外阅读、社会实践、期末考核等）、多种类型（作品、课堂实训、课堂讨论、社会调查、竞赛等）等全过程的考核；成绩评定加大过程考核及阶段性考核成绩比例（原则上大于40%），减少期末成绩的占分比例。

本门课程平时过程考核占50%，期末考七、大纲主撰写人：大纲审核人：。