Сохранность книги — хорошая

M. S. Sodha and A. K. Ghatak

Indian Institute of Technology
New Delhi, India

INHOMOGENEOUS OPTICAL WAVEGUIDES

PLENUM PRESS, 1977

Пер. с англ. А. Н. Архипова, Г. П. Орлова, О. В. Толкачевой под редакцией В. А. Киселева

Формат 60x90 1/16. Бумага типографская №1. Печать высокая

Излагается теория оптических волноводов (плоских и круглого сечения) с различными распределениями диэлектрической проницаемости; рассматривается распространение световых пучков и импульсов в диэлектрических оптических волноводах как в приближении геометрической оптики, так и на основе волноводной оптики.

Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области оптической связи.

Диэлектрические оптические волноводы с неоднородно-слоистым распределением показателя преломления по поперечному сечению находят в последние годы всё более широкое и разнообразное применение в таких быстро развивающихся областях прикладных исследований, как волоконная и интегральная оптика. Ближайшей и одной из главных целей проводимых исследований является создание широкополосных и слабо подверженных внешним воздействиям оптических систем связи на основе волоконных световодов и планарных микроволноводных лазерных устройств […]. Особый интерес к неоднородным оптическим волноводам, проявляемый при разработке оптических систем связи и в других направлениях исследований, объясняется тем, что для их изготовления используются весьма перспективные методы (например, методы диффузии и эпитаксиального роста для формирования неоднородных планарных волноводов или метод ионного обмена в двойном тигле для формирования неоднородных волоконных световодов). Оптические волноводы, полученные указанными способами, обладают несомненными преимуществами, поскольку они, с одной стороны, практически полностью сохраняют акусто-, электро- и нелинейно-оптические свойства исходных материалов, а с другой стороны, имеют низкие световые потери и заданное (скажем, близкое к параболическому) поперечное распределение показателя преломления. Первые из отмеченных свойств существенны прежде всего для планарных волноводных устройств, в то время как последние особенно важны для волоконных световодов, применяемых в качестве оптических линий передачи информации. Отметим, в частности, что световые импульсы испытывают минимальные временные уширения и искажения формы при распространении в многомодовых волоконных световодах именно с параболическим поперечным распределением показателя преломления.

Предлагаемая вниманию советского читателя книга посвящена теории неоднородных оптических волноводов. Наряду с последовательным описанием собственных направляемых волн (или мод) в неоднородных волноводах и соответствующего им спектра фазовых скоростей (и эффективных показателей преломления) в книге подробно обсуждаются ход лучей в таких волноводах, методы расчёта аберраций, возникающих при отклонении лучей за пределы параксиальной области, а также распространение световых пучков с различными распределениями интенсивности вдоль регулярных и несовершенных (с нерегулярностями плавного и случайного характера) оптических волноводов. На базе данных представлений обстоятельно рассмотрены временное уширение импульсов и искажение их пространственно-временной формы при прохождении по оптическим волноводам. Мы надеемся, что ознакомление с этим теоретическим материалом принесёт несомненную пользу научным сотрудникам и инженерам, а также студентам и аспирантам, специализирующимся по оптической связи и в смежных областях лазерной техники…

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Редактор перевода

Предисловие к русскому изданию	5
Предисловие	7

Г л а в а 1. Введение	8

Г л а в а 2. Анализ типов волн в плоских волноводах	11

2.1. Введение	11
2.2. Общие теоретические положения	13
2.3. Простой плоский волновод	17
2.4. Несимметричные волноводы	26

Г л а в а 3. Плоские волноводы с непрерывно изменяющейся
диэлектрической проницаемостью	30

3.1. Квадратичная среда	30
3.2. Среда с экспоненциальным изменением показателя преломления	40
3.3. Модель структуры с непрерывно изменяющейся диэлектрической
проницаемостью, применяемая к p-n-переходам	45
3.4. Заключение	48

Г л а в а 4. Цилиндрические волноводы в диэлектрической оболочке	48

4.1. Анализ хода лучей (метод лучевой оптики)	49
4.2. Решение уравнения Бесселя	51
4.3. Приближённый анализ мод	53
4.4. Строгий анализ мод	63

Г л а в а 5. Неоднородные круглые волноводы	68

5.1. Анализ мод	69
5.2. Метод параболического приближения	80
5.3. Распространение гауссовых пучков в неоднородной среде	100
5.4. Заключение	103

Г л а в а 6. Векторная теория неоднородных круглых волноводов	104

6.1. Общие решения для неоднородности произвольного вида	104
6.2. Решения для квадратичной среды	109
6.3. Асимптотические решения для распределения h(r) произвольной
формы	113
6.4. Приближённые методы	115

Г л а в а 7. Дисперсия в оптических волноводах	126

7.1. Введение	126
7.2. Импульсный отклик гауссова источника в однородном волокне
с оболочкой — приближение геометрической оптики	129
7.3. Гауссово пространственно-временное распределение	132
7.4. Временное запаздывание в волокнах с плавным профилем показателя
преломления	132
7.5. Анализ уширения гауссова временного импульса на основе
разложения по поперечным модам	133
7.6. Распространение гауссова пространственно-временного импульса
в волокне типа SELFOC	135
7.7. Анализ отклика гауссова импульса в волокне с оболочкой
на основе волновой оптики	141
7.8. Зависимость дисперсии импульса от его начальной ширины	146

Г л а в а 8. Распространение света в несовершенных волноводах	147

8.1. K = K₀z + K₁(x, у)	148
8.2. K = K₀ — K₂(z)r²	151
8.3. K = K⁽⁰⁾(X, Y) + K^(p)(x, у, z)	156
8.4. Применение полученных результатов	160

Г л а в а 9. Ход лучей и аберрации в линзоподобной среде	167

9.1. Гамильтонов формализм	168
9.2. Метод, основанный на расчёте хода лучей	179
9.3. Численные результаты	182

П р и л о ж е н и е 1. Изготовление плоских волноводов	188

П1.1. Тонкоплёночные волноводы	188
П1.2. Оптические волноводы, формируемые в стекляннных подложках
методом ионного обмена	190
П1.3. Оптические волноводы из LiNbO₃ и LiTaO₃	191
П1.4. Изготовление оптических волноводов методом диффузии	194
П1.5. Изготовление p-n-переходов в качестве волноводов	195

П р и л о ж е н и е 2. Изготовление неоднородных волноводов
круглого сечения	196

П2.1. Обычные волокна типа SELFOC	196
П2.2. Новые волокна типа SELFOC	200
П2.3. Волокна типа SELFOC, полученные сополимеризацией	201
П2.4. Газовые линзы	202

П р и л о ж е н и е 3. Общее решение уравнения (5.84)	206

П р и л о ж е н и е 4. Вывод лучевого уравнения	207

Список литературы	209
Предметный указатель	213

Книги на ту же тему

Оптика световодов, Вейнберг В. Б., Саттаров Д. К., 1969
Световоды, Кучикян Л. М., 1973
Волоконные световоды для передачи информации, Мидвинтер Д. Э., 1983
Волноводная оптоэлектроника, Тамир Т., ред., 1991
Оптика микроструктурированных волокон, Желтиков А. М., 2004
Волоконная оптика. Принципы и применения, Капани Н. С., 1969
Когерентная волоконно-оптическая связь, Шереметьев А. Г., 1991
Волоконно-оптические системы связи, Фриман Р., 2003
Интегральная оптика: Теория и технология, Хансперджер Р., 1985
Техника оптической связи: Фотоприёмники, Тсанг У., ред., 1988
Волновая оптика. Учебное пособие для университетов. Изд. 2-е, испр. и доп., Калитеевский Н. И., 1978
Оптические вычисления, Арратун Р., ред., 1993
Оптические компьютеры: Новая эра науки, Исихара С., 1992
Основы радиоэлектроники сверхвысоких частот: Учебное пособие. — 2-е изд., стереотип., Голубева Н. С., Митрохин В. Н., 2008
Распространение волн в среде со случайными неоднородностями, Чернов Л. А., 1958

elapsed time 0.017 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему