第1章--波导的模式

1

第2章 波导的耦合

77. 波导的耦合有哪些类型？各有些什么实际应用？

波导的耦合有多种类型，如棱镜耦合、端面耦合、偏折耦合、定向耦合、弯曲耦合、波纹界面耦合等等。波导的耦合有许多实际应用，如利用棱镜耦合可以测量波导的折射率分布，利用端面耦合可以实现波导的互连，利用偏折耦合可以用来改变光的传输方向，利用定向耦合可以实现直波导间的光功率相互交换，依此可以制作波导定向耦合器、光调制器和光开关，利用弯曲耦合可以使微环波导中的光产生谐振，依此可以制作微环滤波器和波分复用器，利用波纹界面耦合可以制作波纹波导滤波器、布拉格光栅、分布反馈激光器、布拉格反射激光器等等。

78. 一般形式的耦合模方程可以写成如下形式

ztzzAssjexpddztzzAssjexpdd

-ryxyxEtPtsyydd,,'4j22

式中()sA、()sA分别为沿+z方向传输的正向行波和沿z方向传输的反向行波的振幅，试对上述方程加以说明。

式中上角标带有符号()的项表示沿z方向传输的反向行波，而带有符号(+)的项则表示沿+z方向传输的正向行波。式中右边的项可视为引起正向行波ztzAssjexp)()(和反向行波ztzAssjexp)()(的激励源。

79. 什么是波导的定向耦合？有些什么有用的功能？

当相互平行的波导相互邻近时，波导中的模式在传输过程中要发生相互耦合，其结果使模式在传输过程中在波导间产生功率交换，这种现象称为波导的定向耦合。波导的定向耦合在薄膜器件中可以实现多种有用的功能，包括功率分配、调制、开关、频率选择和偏振选择等等。

80. 双波导定向耦合器的耦合模方程可以写成如下形式

zzAKzAMzzA21212111jexpjjdd

zzAKzAMzzA12121222jexpjjdd

11第三章介质波导

3.1 导波光学

3.2 电磁场理论

3.3 波动方程

3.4 平板介质波导

3.4.1 对称波导

3.4.2 偶阶TE模式

3.4.3 奇阶TE模式

3.5 半导体的折射率n

3.5.1 n同组分的关系

3.5.2 n同E和N、P的关系

3.5.3 n随温度的变化

2TE-WaveTM-Wave

gααrαerE

gErHeH

gHekrk

gkEer

gααrαeeE

rE

gErHeH

gHekk

gkzx

yn

1 < n

2

n

1n

1

n

2n

2

reαα=几何光学

Lawsof Refraction and Reflection

¾TE-Waves at Oblique Incidence

¾TM-Waves at Oblique Incidence

¾Total Internal Reflection

23斜入射时的

TE波

reα=α

g2e1sinnsinnα=α

e2

2

22

1

gsin

nn

1cosα−=α

g2e1e1

eg

cosncosncosn2

EE

α+αα

=

g2e1g2e1

er

cosncosncosncosn

EE

α+αα−α

=反射定律

折射定律

⇒=+1cossin22αα

e22

12

2e1e1

eg

TE

sinnncosncosn2

EE

t

α−+αα

==e22

12

2e1e22

12

2e1

er

TE

sinnncosnsinnncosn

EE

r

α−+αα−−α

==

4zx

yE

eH

e

k

eS

e ,E

rH

rk

rS

r ,

E

gH

g

k

gS

g ,A

gA

r

A

e

n2

plane of incidenceboundary

b

ga

bb

r

b

e

n

1a

e

a

ga

r

Poyntingvectorareaof an ellipseA = πab

α

eα

r

α

ga, b: axisof ellipseA

a

e, b

e: axisof ellipseA

e

...

A

bbbb

gre===cosaa

ggα=cosaa

eeα=

cosaa

rrα=

HES´=斜入射时的

TE波

35斜入射时的

TE波

Poynting矢量

数字图像处理学

第10章模式识别的理论和方法

（第一讲）

10. 1 概述

模式识别是随着计算机的发展而兴起的一门新的

技术科学。自50年代末期开始来，至今已得到了迅速

的发展和广泛的应用。模式识别对我们每个人来说，

每时每刻都在进行着，用计算机进行模式识别就是研

究让计算机处理哪些信息和怎样处理这些信息。因此，

它是信息处理中的又一个研究领域。

例如，

根据气象观测数据或气象卫星拍照的照片如何

准确地预报天气；

根据石油勘探的人工地震波如何提供存油的岩

层结构；

从遥感图片中如何区别出农作物、湖泊、森林、

导弹基地等；

在高能物理实验中怎样识别粒子经迹；

在医疗诊断中如何从X光片中发现病灶；

如何根据信函上的邮政编码自动分拣信件；

在繁华的交通中心根据车辆的流量如何决定开

放红灯或绿灯

等诸如此类的问题都是模式识别研究的课题。

这些课题看上去名目繁多，但总起来看主要是研究分

类问题。

模式识别研究的对象基本上可概括为二类：

一是有直觉形象的如图片、相片、图案、文字等

等;

一种是无直觉形象而只有数据或信号波形如言、

声音、心电脉冲、地震波等等。

但对模式识别来说，无论是数据、信号还是平

面图形和物体，都是除掉它们的物理内容找出

它们的共性，把具有同一共性的归为一类，有

另一种共性者则归为另一类。

例如：10个阿拉伯数字分为10类；26个英文

字母分成26类；白血球有5种就分为5类；肺部

X光片可分为异常和正常2类等等。

模式识别研究的目的是构造自动处理某些信息的机器

系统，以代替人完成分类和辨识的任务。特别是有直

觉形象的一类图像识别问题同人或其它动物的感知活

动尤其同人脑的智力活动联系密切。因此，根据人的

大脑识别的机理，在工程上用计算机模拟，从而研究

识别方法是有现实意义的。

尽管这种模拟同人的意识和思维活动有本质的

差别，但若从人类识别图像的过程及认识规律

中得到启发，在某些环节上得到借鉴，从而采

用现代技术解决实际问题这是十分有益的。

在具有视觉形象的图像识别中，许多方法和概

2013/10/15

12013/10/151安全心理学

民航安全科学研究所

汪磊心理学是研究人的心理活动规律的科学(属于应用科学)

关于个体的行为及精神过程的科学的研究

定义中的关键部分：科学的，行为，个体，心理什么是心理学？0. 引言

什么是心理学？0. 引言

心

理

学心理过程

个性心理认识过程—感觉、知觉、记忆、思维、想象等

情感过程—人对现实态度的体验。情绪、情感、情操.

意志过程—人在工作时不怕困难，去完成任务的心理过程

个性倾向—需要、动机、兴趣、理想、信念等

个性心理特征—能力、气质、性格等（心理过程）(一)观察法

——在日常生活的条件下，有目的、有计划地通过

观察和记录被试的外部表现（行为、动作、言语、表现

等），以了解其内部心理活动的方法。

(二)实验法

——有目的地控制一定的条件或创设一定的情境以

引起被试的某些心理活动而进行研究的一种方法。心理学研究方法：0. 引言

（三）调查法

——就某一问题要求被调查者回答他（他们）的

想法或做法，以此来分析和推测其心理倾向的研究方

法。

（四）心理测验法

——用标准化的量表来测量被试的智力、性格、

态度、兴趣以及其它个性特征方法。0. 引言

物理学：伽利略（1564年-1642年）人类现代物理学的创

始人

化学：燃素时期（1650-1775）

数学：古希腊

心理学：？心理学的历史0. 引言

2013/10/15

2“心理学就像一个流浪儿，一会儿

敲敲生理学的门，一会儿敲敲伦理学

的门，一会儿敲敲认知论的门，直到

1879年心理学才有了一个安身之所和

一个名字。”0. 引言

冯特(W.Wundt, 1832-1920)

1879年，冯特在德

国莱比锡大学建立了世

界上第一个心理学实验

室，标志着科学心理学

的正式诞生。0. 引言

华生( JB.Watson,1878-1958 )

1913年，美国心理

学家华生发表了《行为

主义者眼光中的心理学

》，从而创立了行为主

义心理学派。0. 引言

弗洛伊德(FrendSigmund,1856 -1939)