正版现货新书 光波导原理与器件(第3版) 9787302582984 宋贵才、全薇

本书是《光波导原理与器件》第3版。本书第1版和第2版分别于2012年和2016年出版。本书出版以来，荣获校优秀教材一等奖，第四届兵工高校优秀教材一等奖，并入选“*高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材”。
根据读者的反馈意见及课程教学的需要，本书在吸收学科专业发展成果的同时，在教学过程中不断对有关内容进行补充和完善。在本书准备新版之际，参考专家及读者的意见，全面检视了第2版的内容，对全书的文字、公式、图表等进行了全面审阅，改正了易使人产生误解的阐述和不当的讲解。本次修订对4.3节无源材料光波导的制备技术中的真空蒸汽淀积内容进行了补充； 对4.11节条形LiNbO3光波导的制作中的质子交换技术内容进行了补充； 对光子晶体光波导，纳米量子线光波导以及光波导在光信息传输、光信息探测方面的应用进行了补充； 书中插入了介绍相关科学家及其成就的二维码； 给出了除证明题以外的全部习题参考答案。
本着使读者学以致用的理念，本书在重点讲述光波导基本原理、基本概念和基本知识的基础上，全面、系统地讲述光波导器件的结构、功能、制作工艺和相关应用。
本书的教学需要48学时。全书共分8章： 绪论； 光波导原理与器件概述； 光波导的理论基础； 光波导元器件和传感器； 光波导的制备技术； 光波导耦合理论与耦合器； 光调制和光波导调制器； 光纤和光纤技术。
本书前后连贯，条理清晰，逻辑性强，便于读者学习和记忆。本书图表丰富，理论推演过程详细，便于读者理解和掌握。本书各节都有要点总结，便于读者对重点知识的把握。
本书第0~3章由宋贵才负责修订； 第4~7章由全薇负责修订。
限于作者水平，书中难免会有不足之处，恳请读者包涵，并能一如既往地提出宝贵意见，使这本书通过不断打磨，趋于完善。

作者2022年4月

第2版前言
本书是《光波导原理与器件》的第2版，原书于2012年1月出版，该书出版以来，深受广大读者的喜爱和好评。2013年，本书获得长春理工大学优秀教材一等奖，并获得第四届兵工高校优秀教材一等奖，2015年，本书入选“*高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材”。
在本书使用过程中，作者不断对其进行修改和完善，在本书准备新版之际，作者参考专家及读者意见，全面审视了原版内容，对部分章节进行了完善。
本次修订改动较多的章节有：在第1章，“1.1导波光学的发展”中补充了功能集成、数量集成、全光集成和混合光电集成的概念和有关实例。在第6章，对“6.3电光调制技术”和“6.4声光调制技术”进行了归纳总结，增补了表65电光调制技术和表67声光调制技术。新增加了“6.5磁光调制技术”，原“6.5光波导调制器”改为“6.6光波导调制器”，并增加了“6.6.4磁光波导调制器”。在第7章，增加了“7.10光纤激光器”。另外，完善了配套的教学课件。
修订版的第0～3章由宋贵才编写，第4～7章由全薇编写。
本着厚基础、重应用、使读者学以致用的理念，本书在重点讲述基本原理、基本概念和基本知识的基础上，全面、系统地讲述了光波导原理以及光波导器件的结构、功能、制作方法和相关应用。

感谢一些读者告知书中易使人产生误解的阐述和讲解不当之处。
因作者水平所限，书中难免会有不足之处，恳请读者包涵，并能一如既往地提出宝贵意见，使本书通过不断打磨，臻于完善。

作者2016年

前言
本书重点讲解光波导的原理、光波导器件的结构和功能、光波导制备工艺和技术、光波导耦合器、光波导调制器及应用。
本书的教学需要48学时。全书共分8章： 第0章，介绍了光波导的概念，简述了导波光学的研究内容，讲述了光波导器件的研究进展及应用。第1章，全面介绍导波光学的产生和发展过程，导波光学系统构成以及导波光学所带动的相关技术的发展。第2章，从光的电磁理论出发，着重讨论光在光波导中的传输规律，以及光在突变光波导、渐变光波导、圆柱形光波导、条形光波导中传播时的基本解。第3章，重点讲述光路变换器、功率分配器、偏振器、波长分波器以及透镜等光波导型元器件的结构和工作原理。第4章，在介绍光波导材料和衬底材料的基础上，重点讲述有源材料和无源材料光波导的制作技术；光路几何图形的微细加工技术和光波导电极的制作方法。第5章，在讲述光波导耦合基本理论的基础上，重点讲述棱镜耦合器、光栅耦合器和楔形耦合器。第6章，在讲述光调制的理论基础之后，重点讲述光波导电光调制器和光波导声光调制器。第7章，在简述光纤的种类和结构之后，重点讲述光纤的制作技术，光纤的光线理论分析，光纤的损耗、色散，以及光纤通信技术和光纤传感器技术。

本书前后连贯，逻辑性强，便于学习和记忆。书中图表丰富，推演过程详细，便于理解和掌握。书中各节都有要点总结，便于对重点知识的把握。书中各章后面都有小结，附有与讲述内容联系紧密并且实用性强的习题，便于学以致用。

本书可作为高等院校光电信息科学与工程专业、应用物理学专业、电子科学与技术专业以及光学工程专业本科生的专业基础教材，也可供从事光学及相关领域学习和研究的科技人员参考。
本书由宋贵才、全薇共同编写第0~4章，蔡红星、雷建国、朱万彬共同编写第5~7章。宋贵才统编全稿，研究生贾眛超、李国伟、杨飞宇、曹世豪、张琦、倪维元和史文宗对本书的习题进行了编写和解答。高飞老师对全书进行了排版、编辑和校对。
孔梅教授审阅本书，并提出了中肯的意见和建议，使本书结构更加合理，内容更加丰富，在此对孔梅教授表示衷心的感谢。
本书在编写过程中得到了张先徽和王雪萍老师的热情帮助，同时也得到了金光勇和马文联两位院长的大力支持。本书的写作参阅了一些编著者的著作，在此一并向他们表示诚挚的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，殷切期望广大读者批评指正。

作者2012年

本书在介绍导波光学产生和发展概况之后,从光的射线理论和电磁理论出发,系统、深入地阐述了光 在光波导中传播时所遵循的基本规律,同时讲述了光波导器件的原理、结构、制作技术和工艺。全书共分8 章: 绪论; 光波导原理与器件概述; 光波导的理论基础; 光波导元器件和传感器; 光波导的制备技术; 光 波导耦合理论与耦合器; 光调制和光波导调制器; 光纤和光纤技术。 本书厚基础,重应用,在重点讲述光波导基本原理、基本概念和基本知识的基础上,全面、系统地讲述 了光波导器件的结构、制作方法和相关应用。书中各节后面都有表格形式的要点知识总结,各章后面都有 本章重点内容小结,并附有与讲述内容联系紧密且实用性强的习题,便于读者学以致用。 本书可作为高等院校光电信息科学与工程专业、应用物理学专业、电子科学与技术专业、通信工程专 业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可供从事光学及相关领域学习和研究的科技人员参考。

本书在介绍导波光学产生和发展概况之后,从光的射线理论和电磁理论出发,系统、深入地阐述了光 在光波导中传播时所遵循的基本规律,同时讲述了光波导器件的原理、结构、制作技术和工艺。全书共分8 章: 绪论; 光波导原理与器件概述; 光波导的理论基础; 光波导元器件和传感器; 光波导的制备技术; 光 波导耦合理论与耦合器; 光调制和光波导调制器; 光纤和光纤技术。 本书厚基础,重应用,在重点讲述光波导基本原理、基本概念和基本知识的基础上,全面、系统地讲述 了光波导器件的结构、制作方法和相关应用。书中各节后面都有表格形式的要点知识总结,各章后面都有 本章重点内容小结,并附有与讲述内容联系紧密且实用性强的习题,便于读者学以致用。 本书可作为高等院校光电信息科学与工程专业、应用物理学专业、电子科学与技术专业、通信工程专 业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可供从事光学及相关领域学习和研究的科技人员参考。

宋贵才  1987年毕业于长春光学精密机械学院光学物理系，毕业后留校任教。先后获激光技术专业学士学位、军用光学专业硕士学位及光学工程专业博士学位。2009年在长春理工大学理学院（原长春光学精密机械学院）工作，任系主任、教授、博士生导师。主要从事电子科学与技术、光电信息科学与工程专业的本科生和研究生的教学和科研工作，研究方向涉及激光、红外和微波枝术等领域。现为国家精品资源共享课“红外物理”课程负责人，长春理工大学校教学督导组副组长。

第0章绪论
第1章光波导原理与器件概述
1.1导波光学的发展
1.1.1导波光学的基本概念
1.1.2导波光学的产生及发展过程
1.2导波光学系统构成及优点
1.2.1导波光学系统构成
1.2.2导波光学系统优点
1.3光波导器件的进展
1.3.1光波导宽带光调制器
1.3.2光波导开关
1.3.3光波导频谱分析器
1.3.4高密度信息读取器
1.4光波导技术研究热点和发展趋势
1.4.1光波导技术的研究热点
1.4.2光波导技术的发展趋势
小结1
习题1
第2章光波导的理论基础
2.1光波导种类
2.1.1按形状分类
2.1.2按折射率分布分类
2.2光波导的射线光学理论
2.2.1平面（板）光波导简介
2.2.2射线光学模型
2.2.3光入射到介质界面处的基本定律
2.2.4全反射时的相移
2.2.5平面光波导中的导模
2.2.6模式本征方程的图解
2.2.7应用实例
2.3古斯汉欣线移和有效厚度原理
2.3.1古斯汉欣线移
2.3.2有效厚度
2.4光波导的波动光学理论
2.4.1电磁过程的基本方程
2.4.2平面光波导中的亥姆霍兹方程
2.5折射率突变光波导中电磁场的基本解
2.5.1TE导模的场分布
2.5.2模式本征方程
2.6折射率渐变光波导中电磁场的基本解
2.6.1平方律折射率分布光波导
2.6.2指数律折射率分布光波导
2.7条形介质光波导中电磁场的基本解
2.7.1马卡提里近似
2.7.2Exm,n模式分析
2.7.3Eym,n模式分析
2.7.4有效折射率法
2.8圆柱形介质光波导中电磁场的基本解
2.8.1光纤导模的基本解
2.8.2导引模的截止条件
小结2
习题2
第3章光波导元器件和传感器
3.1光路变换器
3.1.1光波导棱镜
3.1.2端面反射镜
3.1.3弯曲光波导
3.2功率分配器
3.2.1单模光波导型功率分配器
3.2.2多模光波导型功率分配器
3.3光波导偏振器
3.3.1金属覆层偏振器
3.3.2各向异性晶体偏振器
3.4模分割器和模变换器
3.4.1方向耦合器型模分割器
3.4.2三层结构分支光波导
3.4.3Y形分支光波导模分割器
3.4.4模变换器
3.5光波导型透镜
3.5.1模折射率透镜
3.5.2短程透镜
3.5.3菲涅耳透镜
3.5.4微透镜阵列
3.6光波导传感器
3.6.1光波导温度传感器
3.6.2光波导压力传感器
3.6.3光波导微位移传感器
3.6.4光波导振动传感器
小结3
习题3
第4章光波导的制备技术
4.1光波导制作概述
4.1.1光波导导光薄膜材料
4.1.2光波导制作难点
4.1.3材料与制作技术
4.1.4光波导的结构、制作方法和特性
4.2光波导衬底材料及加工
4.2.1光波导衬底材料
4.2.2衬底材料的加工方法
4.3无源材料光波导的制备技术
4.3.1淀积技术
4.3.2置换技术
4.4有源材料光波导制备技术
4.4.1外延生长技术
4.4.2减少载流子浓度技术
4.5集成光路几何图形的加工工艺
4.5.1集成光路设计和加工工艺
4.5.2光路几何图形设计和加工工艺
4.6光刻技术
4.6.1光致抗蚀剂
4.6.2涂布抗蚀剂
4.6.3曝光方式
4.6.4显影和坚膜
4.6.5脱膜和腐蚀
4.7电子束扫描曝光法
4.7.1电子束致抗蚀剂
4.7.2电子束扫描曝光系统构成和特点
4.8光波导加工技术
4.8.1脱膜法
4.8.2腐蚀法
4.9条形光波导的制作方法
4.9.1条形光波导的结构及制作方法
4.9.2埋入型条形光波导的制作工艺流程
4.9.3脊型条形光波导的制作工艺流程
4.9.4加载型条形光波导的制作工艺流程
4.10条形玻璃光波导的制作
4.10.1埋入型条形玻璃光波导的制作
4.10.2脊型条形玻璃光波导的制作
4.10.3加载型条形玻璃光波导的制作
4.11条形LiNbO3光波导的制作
4.11.1Ti扩散LiNbO3光波导的制作
4.11.2质子交换LiNbO3光波导的制作
4.11.3LiNbO3光波导电极的制作
小结4
习题4
第5章光波导耦合理论与耦合器
5.1光波导耦合的基本理论
5.1.1模式耦合方程
5.1.2光波导耦合的微扰理论
5.2导模与辐射模之间的耦合
5.2.1导模与辐射模耦合分析
5.2.2输出耦合
5.2.3输入耦合
5.3棱镜耦合器
5.3.1棱镜耦合器的工作原理
5.3.2棱镜耦合实验装置及特点
5.4光栅耦合器
5.4.1光栅耦合器的工作原理
5.4.2光栅耦合形成导波的条件
5.4.3光栅的制作方法
5.5楔形光波导耦合器
5.5.1楔形光波导耦合器的工作原理
5.5.2楔形耦合模型
5.6光波导耦合的其他方法
5.6.1直接聚焦耦合
5.6.2直接对接耦合
小结5
习题5
第6章光调制和光波导调制器
6.1光波导调制技术概述
6.1.1光调制的几个基本概念
6.1.2光调制的评价指标
6.2调制光的光谱分析
6.2.1调幅光频信号频谱
6.2.2频率调制的频谱
6.2.3相位调制的频谱
6.2.4强度调制的频谱
6.2.5脉冲调制的频谱
6.3电光调制技术
6.3.1电光调制的几个基本概念
6.3.2线性电光效应
6.3.3电光相位调制
6.3.4电光强度调制
6.3.5电光高频调制
6.3.6行波电光调制
6.3.7电光偏转
6.4声光调制技术
6.4.1声光调制的几个基本概念
6.4.2拉曼奈斯衍射
6.4.3布拉格衍射
6.4.4声光调制器
6.4.5声光偏转
6.5磁光调制技术
6.5.1磁光效应
6.5.2磁光体调制器
6.6光波导调制器
6.6.1光波导调制基本机理
6.6.2电光波导调制器
6.6.3声光波导调制器
6.6.4磁光波导调制器
小结6
习题6
第7章光纤和光纤技术
7.1光纤的产生及应用
7.1.1光纤探索阶段
7.1.2光纤实用阶段
7.2光纤的种类和结构
7.2.1光纤的种类
7.2.2光纤的结构
7.3光纤的制作技术
7.3.1光纤材料
7.3.2光纤预制棒制备
7.3.3光纤拉丝
7.3.4光纤涂覆
7.4折射率突变光纤的光线理论分析
7.4.1光纤中的光线
7.4.2光纤的数值孔径
7.4.3子午光线的时延差
7.5折射率渐变光纤的光线理论分析
7.5.1平方律光纤(自聚焦光纤)
7.5.2光线在光纤中的传播轨迹
7.6光纤的损耗
7.6.1吸收损耗
7.6.2散射损耗
7.7光纤的色散
7.7.1光纤色散的种类
7.7.2光波导色散
7.7.3多模色散
7.7.4材料色散
7.8光纤传感技术
7.8.1光纤传感器的基本原理
7.8.2光纤传感器的优点
7.8.3光纤传感器的类型
7.9光纤通信技术
7.9.1光纤通信技术的基本原理
7.9.2光纤通信的特点
7.10光纤激光器
7.10.1光纤激光器的工作原理
7.10.2光纤激光器的特点
7.10.3典型光纤激光器
小结7
习题7
附录A常用术语
参考文献

本书在介绍导波光学产生和发展概况之后,从光的射线理论和电磁理论出发,系统、深入地阐述了光 在光波导中传播时所遵循的基本规律,同时讲述了光波导器件的原理、结构、制作技术和工艺。全书共分8 章: 绪论; 光波导原理与器件概述; 光波导的理论基础; 光波导元器件和传感器; 光波导的制备技术; 光 波导耦合理论与耦合器; 光调制和光波导调制器; 光纤和光纤技术。 本书厚基础,重应用,在重点讲述光波导基本原理、基本概念和基本知识的基础上,全面、系统地讲述 了光波导器件的结构、制作方法和相关应用。书中各节后面都有表格形式的要点知识总结,各章后面都有 本章重点内容小结,并附有与讲述内容联系紧密且实用性强的习题,便于读者学以致用。 本书可作为高等院校光电信息科学与工程专业、应用物理学专业、电子科学与技术专业、通信工程专 业及光学工程专业本科生的专业基础教材,也可供从事光学及相关领域学习和研究的科技人员参考。

宋贵才  1987年毕业于长春光学精密机械学院光学物理系，毕业后留校任教。先后获激光技术专业学士学位、军用光学专业硕士学位及光学工程专业博士学位。2009年在长春理工大学理学院（原长春光学精密机械学院）工作，任系主任、教授、博士生导师。主要从事电子科学与技术、光电信息科学与工程专业的本科生和研究生的教学和科研工作，研究方向涉及激光、红外和微波枝术等领域。现为国家精品资源共享课“红外物理”课程负责人，长春理工大学校教学督导组副组长。