光子晶体光纤的结构设计及其传输特性研究
作者： 张晓娟 著
出版时间： 2016年版
内容简介
《光子晶体光纤的结构设计及其传输特性研究》是对光子晶体光纤传输特性进行系统深入研究所取得的研究成果。全书主要讲述了光子晶体光纤的相关概念、特性、应用、发展现状及相关数值模拟方法；重点阐述了脉冲在不同结构不同参数下光子晶体光纤中传输时的模场分布、截止、偏振、色散、损耗及非线性特性。
《光子晶体光纤的结构设计及其传输特性研究》是一部关于PCF传输特性的专著，可以供电子科学与技术、仪器科学与技术、光学工程等相关专业的科研人员和技术人员参考，也可作为相关领域研究和开发人员的工具书。
目录
前言
第1章 绪论
1．1 光子晶体光纤
1．1．1 PCF的分类
1．1．2 PCF的色散
1．1．3 PCF的特性和应用
1．1．4 PCF的数值计算方法
1．1．5 PCF的制备
1．2 PCF中的非线性效应
1．2．1 自相位调制和交叉相位调制
1．2．2 受激拉曼散射和受激布里渊散射
1．2．3 四波混频
1．2．4 其他效应
1．3 PCF中非线性特性的研究现状
1．3．1 SC的产生
1．3．2 光孤子
1．3．3 全光开关
1．4 PCF传感器的研究现状
1．5 PCF弯曲损耗特性的研究现状
参考文献
第2章 理论模型
2．1 平面波方法
2．1．1 特征方程的建立
2．1．2 带隙的计算
2．1．3 模场的计算
2．2 频域有限差分法
2．2．1 模场计算理论
2．2．2 带隙计算理论
2．3 分步傅里叶算法
2．3．1 广义非线性薛定谔方程
2．3．2 耦合广义非线性薛定谔方程组
2．3．3 分步傅里叶算法
2．4 时域有限差分法
2．4．1 麦克斯韦方程和Yee元胞
2．4．2 三维FDTD法
2．4．3 二维紧凑FDTD法
2．4．4 吸收边界条件——完全匹配层
2．4．5 激励源设置
2．4．6 时间步长和空间步长的选取
2．5 光束传播法
2．5．1 傅里叶变换光束传播法
2．5．2 分步傅里叶算法
2．5．3 边界条件
2．6 光束传播-时域有限差分法
2．6．1 已有算法的优缺点
2．6．2 一种新型算法——光束传播-时域有限差分法
2．6．3 BP-FDTD法的边界条件
2．7 本章小结
参考文献
第3章 PBG-PCF的特性分析
3．1 导光原理
3．2 PwM程序实现步骤
3．3 光波面内入射时的PBG
3．3．1 正方晶格
3．3．2 三角晶格
3．4 二维光子晶体的模场分布
3．4．1 周期性正方和三角晶格
3．4．2 存在点缺陷的正方晶格
3．4．3 存在点缺陷的三角晶格
3．4．4 存在线缺陷的正方晶格
3．5 光波由面外进人PCF时的PBG及模场分布
3．5．1 晶格结构对PBG的影响
3．5．2 原子占有率f对PBG的影响
3．5．3 背景材料折射率n2对PBG的影响
3．5．4 原子折射率n1对PBG的影响
3．5．5 HC-1550-02型PCF的PBG及模场分布
3．6 本章小结
参考文献
第4章 新型高双折射PCF的结构设计
4．1 基本原理
4．2 已有的高双折射PCF结构
4．2．1 椭圆状的高双折射PCF
4．2．2 中心空气孔不对称的高双折射PCF
4．2．3 空气孔不规则的高双折射PCF
4．2．4 空气孔非对称分布的高双折射PCF
4．2．5 其他类型的高双折射PCF
4．3 新型高双折射PCF的结构设计及特性分析
4．3．1 模场分布和截止特性
4．3．2 偏振特性
4．3．3 损耗特性
4．3．4 色散特性
4．4 本章小结
参考文献
第5章 光子晶体光纤中SC的产生
5．1 不同色散区域SC的产生
5．1．1 反常色散区
5．1．2 近零色散区
5．1．3 正常色散区
5．1．4 高阶效应对产生SC的影响
5．2 高双折射PCF中SC的产生
5．2．1 入射脉冲偏振方向沿PCF慢轴
5．2．2 光脉冲沿任意偏振方向入射
5．3 色散对超连续谱产生的影响
5．3．1 二阶色散对超连续谱产生的影响
5．3．2 三阶色散对超连续谱产生的影响
5．3．3 数值模拟中色散阶数的选择
5．4 色散平坦PCF和双零色散PCF中超连续谱的产生
5．4．1 色散平坦PCF中超连续谱的产生
5．4．2 双零色散PCF中超连续谱的产生
5．4．3 PCF结构参数对色散曲线的影响
5．5 双波长泵浦对超连续谱产生的影响
5．5．1 泵浦脉冲中心波长对超连续谱产生的影响
5．5．2 泵浦脉冲峰值功率对超连续谱产生的影响
5．5．3 泵浦脉冲与信号脉冲之间的时间延迟对超连续谱产生的影响
5．5．4 泵浦脉冲的初始脉冲宽度对超连续谱产牛的影响
5．6 本章小结
参考文献
第6章 类熊猫型高双折射PCF中的脉冲俘获分析
6．1 理论模型
6．2 泵浦和信号脉冲均沿快轴入射
6．2．1 处于不同色散区的影响
6．2．2 群速度的影响
6．2．3 时域中心延迟的影响
6．2．4 峰值功率的影响
6．2．5 脉冲半宽度的影响
6．2．6 脉冲中心波长的影响
6．3 泵浦和信号脉冲分别沿快轴和慢轴入射
6．3．1 时域中心延迟的影响
6．3．2 峰值功率的影响
6．3．3 脉冲半宽度的影响
6．3．4 中心波长的影响
6．4 本章小结
参考文献
第7章 PCF的弯曲特性分析
7．1 弯曲光纤的等效折射率模型
7．2 弯曲PCF的场能量及场分布沿传播方向的变化
7．3 PCF弯曲振荡特性分析
7．3．1 计算模型
7．3．2 Sm的弯曲损耗振荡特性
7．3．3 TIR-PCF的弯曲损耗振荡特性
7．3．4 PBGPCF的弯曲损耗振荡特性
7．4 本章小结
参考文献
第8章 PCF中孤子的传输特性
8．1 孤子
8．2 孤子分裂与色散波的产生
8．2．1 拉曼效应导致的孤子分裂
8．2．2 高阶色散导致的孤子分裂及色散波产生
8．2．3 色散曲线的影响
8．3 孤子问的相互作用
8．3．1 同频不同时的孤子间的相互作用
8．3．2 同时不同频的孤子间的相互作用
8．4 本章小结
参考文献
第9章 磁性光子晶体的光学特性
9．1 磁性光子晶体的发展历史
9．2 一维磁性光子晶体
9．2．1 状态方程
9．2．2 数值分析方法
9．2．3 一维准周期结构磁性光子晶体
9．2．4 斜入射情况
9．3 二维磁性光子晶体
9．3．1 周期结构二维磁性光子晶体
9．3．2 缺陷结构二维磁性光子晶体
9．4 本章小结
参考文献
第10章 用于分析PCF传输特性软件的用户界面设计
10．1 MATLAB简介
10．2 M文件实现界面设计
10．3 界面操作流程及应用举例
10．3．1 模式特性和散射特性
10．3．2 光子晶体特性
10．3．3 非线性特性
10．4 本章小结
参考文献
第11章 时域有限差分程序设计及数值计算结果
11．1 时域有限差分法实现的基本流程
11．2 点源辐射场
11．3 线源辐射场
11．4 光波导辐射场
11．5 本章小结
参考文献
