Основы волноводной фотоники

Description

Введение 1. Введение в электромагнитную теорию света 1.1. Уравнения Максвелла 1.2. Волновое уравнение 1.3. Граничные условия для диэлектрических сред 1.4. Уравнения Максвелла в комплексном виде. Волновое уравнение. Волновое сопротивление среды. Интенсивность монохроматических электромагнитных волн 1.5. Классы волн. Их поведение на разделе двух оптических сред 1.6. Полное внутреннее отражение. Затухающие поля. Смещение Гуса — Генхена Контрольные вопросы 2. Физические основы распространения света по пленочным волноводам 2.1. Оптический пленочный волновод. Моды пленки 2.2. Слабонаправляющий пленочный волновод 2.3. Симметричный пленочный волновод 2.4. Элемент связи призма — пленка 2.5. Прямоугольные волноводы 2.6. Направленный ответвитель Контрольные вопросы 3. Электрооптическая модуляция и коммутация лазерного излучения 3.1. Электрооптический эффект 3.2. Расчет изменения показателей преломления на примере электрооптического эффекта в KDP кристалле 3.3. Фазовая модуляция 3.4. Интегрально-оптические модуляторы интерференционного типа 3.5. Оптическая коммутация на связанных волноводах под управлением напряжения Контрольные вопросы 4. Акустооптическая модуляция и коммутация лазерного излучения 4.1. Акустооптический эффект 4.2. Акустооптические модуляторы 4.3. Дефлекторы и переключатели оптических пучков, основанные на использовании дифракции Брэгга Контрольные вопросы 5. Электроабсорбционная модуляция и детектирование лазерного излучения 5.1. Электропоглощение 5.2. Электроабсорбционные модуляторы и детекторы оптического излучения Контрольные вопросы 6. Оптические цилиндрические волноводы 6.1. Оптические волокна со ступенчатым профилем показателя преломления 6.2. Слабо направляющие волокна 6.3. Градиентные волокна Контрольные вопросы 7. Взаимодействия света с материалом волновода 7.1. Комплексный показатель преломления 7.2. Классическая линейная осцилляторная модель среды. Формула Селмейера 7.3. Потери при распространении света в среде 7.4. Групповая скорость. Групповой показатель преломления. Материальная дисперсия Контрольные вопросы 8. Классификация оптических волокон по дисперсии 8.1. Виды дисперсии в оптическом волокне 8.2. Модовая дисперсия в оптическом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления 8.3. Модовая дисперсия в оптическом волокне с градиентным профилем показателя преломления 8.4. Хроматическая дисперсия. Разновидности одномодовых оптических волокон по МСЭ-Т Контрольные вопросы 9. Физические основы распространения оптических импульсов по одномодовому волокну 9.1. Влияние хроматической дисперсии волокна на распространение гауссова импульса 9.2. Полоса пропускания одномодового волоконно-оптического тракта 9.3. Влияние поляризационной модовой дисперсии волокна на распространение импульса Контрольные вопросы 10. Волноводные оптические демультиплексоры 10.1. Оптические демультиплексоры на основе интерферометра Маха — Цандера 10.2. Волноводно-дифракционные решетки 10.3. Волоконные брэгговские решетки Контрольные вопросы Заключение Приложение 1. Уравнение связанных мод Решение уравнений связанных мод Приложение 2. Оптический 2х2 направленный ответвитель Приложение 3. Импульс Гаусса и его спектр Приложение 4. Математическое обоснование искажения гауссова импульса в дисперсионной среде Приложение 5. Характеристики волокон по Рекомендации G.652 [28] Приложение 6. Характеристики волокон по Рекомендации G.653 [29] Приложение 7. Характеристики волокон по Рекомендации G.654 [30] Приложение 8. Характеристики волокон по Рекомендации G.655 [31] Приложение 9. Характеристики волокон по Рекомендации G.656 [32] Приложение 10 Характеристики волокон по Рекомендации G.657 [33] Список литературы