Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Маркузе, Д. Оптические волноводы

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
17.73 Mб
Скачать

570

11ред.петпый указатель

Линза газовая (gas lens) 192, 289

— сложная (complex lens) 166

тонкая (thin lens) 166, 167, 168

цилиндрическая (cylindrical lens) 174

Лппзовое свойство среды с квад­ ратичным законом изменения параметров (lens property оГ square law media) 339, 365

Линзовый волновод из круглых лппз (circular Ions waveguide) 175

— конфокальпый (confocal lens wave guide) 232, 241

— с искривленной осью (lens waveguide with curved axis) 242, 243

— с наклонной линзой (lens waveguide with tilt)

— со случайпо смещепиой

линзой

(lens

waveguide

with

random

lens

displacement)

248

смещоппымп

линзами

— — со

(lens waveguide with

displaced

lenses) 248

 

 

 

Лпувплля

теорема (Liouville’s

theorem) 161,

162,

163,

165,

269

преобразование

(Lo-

Лорентца

rentz transformation) 114

Луч комплексный (complex ray) '116

направляемый! в лппзовом волноводе (guided ray in lens waveguide)

ненаправляемый (unguided ray) 216

Лучевая оптпка (ray optics) 113

— квадратичной среды (ray optics of square law medium) 148, 341

— топкой линзы (ray optics of thin lens) 167

Магнитная

индукция (magnetic

flux density) 16

(Max­

Максвелла

уравнение

w ell’s equation) 113,

114, 123,

136

 

 

Максвелла уравнение в интег­ ральной форме (Maxwell’s equ­ ation in integral form) 14, 15

Метод стацпопарпой фазы (sta­ tionary phase method) 67, 70, 71

Мода (mode) 27

гибридная (hibrid mode) 380, 400

затухающая (evanescent mo­ de) 411

излучения (radiation mode) 393,'402, 403, 409

— волокна (radiation mode of fibre) 401

— квадратичной среды

(mode

of square law medium) 348

— лазерного

резонатора

(mode

of laser resonator)

325

(mode

— линзового

волновода

of lens waveguide)

401

 

— локальная, пормальпая (lo­ cal normal mode) 435

направляемая (guided mode) 30, 372, 415

— круглого волокна (guided mode of round fibre) 372

пепапраплясмая (unguided mode) 370

неустойчивая (unstable mode) 36 Г

печетная (odd mode) 468

отражепная (reflected mode) 487

паразитная (unwanted mode) 456, 461, 482

понеречпая (transverse mode) 380

продольная (longitudinal mo­ de) 333, 337

произвольная (random mode) 409

пучка Эрмита — Гаусса (Her-

m ite—Gaussian beam mode) 308

сметанпая (mixed mode) 409, 415

согласоваппая (matching mo­ de) 321

устойчивая

(stable mode)

361

mode) 468

чотпая (even

Предметный указатель

571

Монохроматический свет (mono­ chromatic light) 190

Мощность моды (modal power) 404, 417

— излучения (power of radia­ tion mode) 404

рассеянная (scattered power)

476

Нарушение закона сохранения энергии (violation of energy conservation) 292

Неймана функция (Neumann function) 63, 375

Нестабильность траектории луча

(unstable ray trajectories) 238

Неустойчивость резонатора (in­ stability of resonator) 325

Оболочка (cladding) 518, 536

Оптика волновая (wave optics) 166, 167

волоконная (fiber optics) 368

пучка (beam optics) 298

Фурье (Fourier optics) 178

Оптическая длина пути (optical path length) 121, 124, 187

Оптический волновод (optical waveguide) 368

преобразователь (optical transformer) 182, 183, 184, 186,

187, 189

Оптическое аналоговое вычисли­ тельное устройство (optical analog computer) 166, 185, 199

Ортогопальпость векторов (ortho-

gonality of

vectors) 409,

410

— сферопдальпых функций

(or­

thogonality

of spheroidal func­

tions) 200

 

 

Отверстие в непрозрачном экра­ не (hole in opaque screen) 73,

116

 

направленный

(di­

Ответвитель

rectional

coupler)

549

 

— призменный (prism

coupler)

520,

521

 

 

 

(internal

Отражение внутреннее

reflection)

398,

399

386.

396

Отсечка (cutoff)

326,

— условие

(cutoff

condition)

386

 

 

 

 

 

 

Отсечка, частота (cutoff fre­ quency) 381, 382, 387, 397

Ошибка (error) 150

Параксиальное волновое урав-

ние (paraxial wave equation) 119, 140

приближение (paraxial appro­ ximation) 114, 119, 129, 174, 179

— уравнения луча (paraxial

approximation of ray equation) 119

— уравнение линзы (paraxial lens equation) 204, 233

Переключатель (коммутатор) (commutator) 145

Перекрестная связь (cross talk) 520, 543, 548

Плавный переход (gradual taper) 483, 505

Плотность потока мощности (po­ wer flow density) 16

тока (current density) 151,152

Показатель преломления (refrac­ tion index) 368, 369

— комплексный (complex in­

dex of refraction) 434

— непрерывное изменение

(index discontinuity) 434

— параболическое распреде­

ление (parabolic index distri­ bution) 119

Поле излучения (radiation field) 402

— оптического волокна (field optical fibre)

Положение луча (ray position) 149, 255

Попеременная фокусировка (al­

ternating

focusing) 233

газа

Постоянная

идеального

(ideal

gas

constant)

193

— Планка

(Planck’s

constant)

136,

137

 

 

(propaga­

— распространения

tion

constant)

378,

417

of po­

Потери

мощности

(losses

wer) 282,

284, 444,

469

 

— — в

линзовом

волноводе

(losses of power in lens wavegu­

ide)

284

 

 

 

 

572

Предметный указатель

Потери на изгибе (bending losses) 508, 516

— на излучение ТЕ-моды (radia­

tion loss

of ТЕ

mode)

401

— — — ТМ-моды

(radiation

loss of TM mode) 402

спо­

Предельная

разрешающая

собность

(resolution

limit)

171

 

 

 

Представлеппе дельта-функцпн

(representation of delta functi­ on) 204

Преломление (refraction) 33, 125

Приближение дифракционного иптеграла (approximation of diffraction integral) 56

— для моды НЕц (approxima­ tion for НЕц mode) 427

— поля в дальней зоне (far field approximation)

— функции Бесселя (appro­ ximation for Bessel function) 385, 424, 513

— — Хаиксля (approxima­

tion

for

Hankel function)

513

 

 

Приближенное решение для TE-

мод

(approximate solution for

ТЕ modes)

418, 419

— уравпенпе собственных зна­ чений (approximate eigenvalue equation) 380, 418

Принцип Гюйгепса (Huygens principle) 59, 60

— неопределенности (uncertain­ ty principle) 148, 216

Пространственная когерентность

(spatial coherence) 190

— фильтрация (spatial filtering) 190

Пучок (beam) 151, 190

колебание ширины (beam width oscillation) 321

наиболее узкое место (мини­ мальная ширина пучка) (beam waist minimum) 301, 303

параметр ширины (beam

width parameter) 300, 319

ширина (beam width) 302

— конфокального линзового волновода (beam width of con-

focal leps waveguide) 302

Радиус кривизны гауссова пучка

(radius of curvature of Gaussi — an beam) 518

— — линзового волновода (ra­ dius of curvature of lens wave

guide)

245

поля

no

модам

Разложение

(field expansion

using

modes)

370

 

способность (re­

Разрешающая

solving

power)

215

distri­

Распределение поля (field

bution)

189,

415

 

 

Распространение гауссова пучка

в пространстве (propagation

of Gaussian beam in space)

298,

299

Рассеяние мощности (power sca­

ttering)

370

— света

(light scattering) 97,

98,

191,

479

— прямое (в прямом направле­ нии) (forward scattering) 479

Резопапсная частота резонатора лазера (resonant frequency of laser cavity) 337

Релятивистская механика (rela­ tivistic mechanics) 114, 132

— энергия частиц (relativistic energy of particles) 135, 136

Решение параксиального урав­ нения луча (solution of paraxial ray equation) 119, 204

Решетка трехмерпая (three di­ mensional grating) 97, 100

Рэлея критерий (Rayleigh crite­ rion) 216, 218, 219, 226

предельная разрешающая способность (Rayleigh resolu­ tion limit) 216

распределение (Reylcigh dis­ tribution) 255

Свет некогерептный

(incoherent

light)

189

guide) 391

Световод

(light

Световой

волновод

(light wave­

guide)

148,

391

 

луч (light ray) 116, 117, 120,

121

пучок (light beam) 116, 117

-.Предметный указатель

573

Свертка (convolution) ISO, 188, 189

Связанный волновод (coupled waveguide) 531

Связка лучен (bundle of rays) 269

Связь мод 11Ец (copling of НЕц modes) 536

Сердцевина волокна (core of fib­ re) 369, 376

Система формирования изобра­ жения (image forming system)

121

Скалярная волновая теория (sca­ lar wave theory) 271

Скорость

групповая

(group ve­

locity)

349, 389

of light)

— света

(velocity

124

 

 

— фазовая (phase velocity) 20, 509

Смещение линз по синусоидаль­ ному закону (sinusoidal lens displacement) 248, 261, 543

Собственное значение (eigenva­ lue) 141, 220, 223, 225

— моды ТЕ (eigenvalue of ТЕ mode) 396

— — ТМ (eigenvalue of TM mode) 400

Соотношеипе между входным и выходным полем линзы (rela­ tion between input and output of lens) 176

Сохранение мощпости (conserva­ tion of power) 528

Спектр механических частот

(spectrum of mechanical fre­ quencies) 470

— мощности (power spectrum) 473

непрерывный (continuous spectrum) 370, 403

функции искажения стенки

(spectrum of wall distortion)

470, 473

Спектральный апалпз (spectral analysis) 80

Среда неоднородная (inhomoge­ neous medium) 122

— однородная (homogeneous me­ dium) 27, 105, 114

Статистическая механика (sta­ tistical mechanics) 114

Стацнонарпаи точка (stationary point) 68, 69

— фаза (stationary phase) 67

Стержень гофрированный (cor­ rugated rod) 461, 463

круглый (circular rod) 498

лазера (laser rod) 460, 461

— тефлоновый (teflon rod) 460

Сужение (переход) (taper) 149, 499

— экспоненциальной формы (ta­ per with exponential shape) 508

Суперпозиция нормальных мод

(superposition of normal mo­ des) 271, 285

Теорема дивергенции (diver­ gence theorem) 152, 195

Теплопроводность (thermal con­ ductivity) 194

Траектория волны в линзовом волноводе (wave trajectory in lens waveguide) 284

— — в фазовом пространстве

(wave trajectory in phase spa­ ce) 151

Уравнение переноса тепла (heat transfer equation) 195

разностное (difference equa­ tion) 244

собственных значений (ei­ genvalue equation) 141, 378, 380

— — графическое решение

(graphical solution of eigenva­ lue equation) 396

Условие граничное (boundary condition) 119

начальное (initial condition) 440

резонанса (resonance condi­ tion) 335

согласования мод (mode mat­ ching condition) 321, 324

Усреднение по ансамблю (en­ semble average) 252, 474

574

Предметный указатель

Фабри — Пори интерферометр

(Fabry — lJerol

iulerierome-

ter) 324, 325

 

— резонатор (Fabry — Perot ca­ vity) 324, 325

Фазовая модуляция (phase mo­ dulation) 88

решетка (phase grating) 84, 87, 96

скорость (phase velocity) 115

Фазовый корректор (phase tran­ sformer) 173

Ферма принцип (Fermat’s prin­ ciple) 123, 124, 125, 126, 131

Фильтр пропускания верхних частот (high pass filter) 186

— — низших частот (low pass

filter)

184

 

(focal

point)

Фокальная

точка

168

 

расстояние газовой

Фокусное

линзы

(focal

lenght

of gas

lens) 169,

177,

204

(thin

Формула

тонкой

линзы

lens formula)

167, 269

(pho­

Фотографическая

камера

tographic

camera) 169

 

Фраунгофера дифракция (Fraun­

 

hofer diffraction) 60,

61, 72,

 

182

 

 

область

(Fraunhofer

region)

 

182

 

 

Френеля

дифракция

(Fresnel

diffraction) 60, 61

 

приближение (Fresnel appro­

 

ximation) 222

 

Фурье амплитуда (Fourier amp­ litude) 268

интеграл (Fourier integral) 20

компонента (Fourier compo­ nent) 268

преобразование оптическое

(optical Fourier transform) 178, 179, 181, 187, 188, 189

ряд (Fourier series) 268

Хапкеля приближение (Hankel approximation) 64

Хапкеля функция (Hankel function) 63, 375

Центральная предельная теоре­ ма (central lim it theorem) 254

Цилиндрическая симметрия (cy­ lindrical symmetry) 26

— функция (cylindrical func­ tion) 63, 380, 383

Частотная модуляция (frequency modulation) 88

Численное решение (numerical solution) 204, 338

Шум (noise) 220, 225

Щель в непрозрачном (светоне­ проницаемом) экране (slit in opaque screen) 64, 184

— узкая (narrow slit) 72, 149

Эйконала уравнение (eikonal equation) 116, 117, 118, 119, 129, 131

Эйлера уравнение (Euler equa­ tion) 126, 128

Экран непрозрачный (opaque screen) 184

— с отверстием (screen with a hole) 259

Энергия частиц релятивистская

(energy of particle, relativistic)

Эренфеста теорема (Ehrenfest’s theorem) 138, 144, 145

Эрмита полином (Hermito poly­ nomial) 276, 277

— пучок (Ilermite beam) 307, 308

Эрмита — Гаусса пучка распро­ странение (Hermite — Gaussi­ an beam propagation) 307

— функция (Hermite — Gaus­ sian function) 278

Эффект гравитационный (gra­ vitational effect) 196

Якобнан (Jacobian) 155

 

 

 

 

 

о г л а в л е н и е

 

 

Предисловие

редактора

русского

и здан и я ...............................

5

Предисловие

автора к русскому издан и ю ...................................

 

9

Предисловие

............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

11

Глава

1. Волновая

оптика

.............................................................

 

 

14

1.1. В веден и е

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

14

1.2.

Уравнения

Максвелла

.........................................................

 

 

15

1.3.

Волновое

уравнение

.............................................................

 

 

17

1.4.

Оптические системы с цилиндрической симметрией . .

26

1.5.

Граничные

 

условия

..............................................................

 

 

30

1.0.

Отражение и преломление на границе диэлектриков

33

Глава 2. Теория ди ф рак ц и и .............................................................

 

 

49

2.1.

В ведение........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

49

2.2.

Дифракционный интеграл Кирхгофа — Гюйгенса . .

50

2.3.

Дифракция на хцелн в непрозрачном эк р а н е ..................

65

2.4.

Дифракция

на

круглом отверстии...................................

 

73

2.5.

Дифракционная

решетка .....................................................

 

 

76

2.0.

Дифракция

Брэгга. Теория

возмущ ений......................

8S

2.7. Дифракция Брэгга. Теория связанных волн . . . .

102

Глава

3. Геометрическая

оптика.....................................................

 

 

ИЗ

3.1. В веден и е

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

ИЗ

3.2.

Вывод уравнений лучевой оптики из волнового урав­

 

 

нения

............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

И 4

3.3.

Граничные условия для световых л у ч е й ..........................

120

3.4.

Принцип Ферма

......................................................................

 

 

 

123

3.5.

Гамильтонова формулировка лучевой оптики . . . .

127

3.0.

Квантовая

теория

световых

л у ч е й ...................................

 

135

3.7.

Теорема Лиуиплля . ..............................................................

150

Глава 4. Линзы

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

166

4.1.

В ведение

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

166

4.2.

Лучевая оптика тонких л и н з ................................................

 

167

4.3.

Волновая оптика тонких л и н з ..............................................

 

171

4.4.

Оптическое преобразование Фурье и пространствен­

 

 

ная фильтрация

......................................................................

 

 

 

1S2

4.5.

Газовые л и н зы ..........................................................................

 

 

 

 

190

4.0. Предельная

разрешающая способность при формиро­

 

 

вании изображ ения..................................................................

 

 

 

215

Глава

5. Линзовые волповоды .........................................................

 

 

227

5.1.

В ведение

.......................................................................................

 

 

 

 

 

 

227

5.2.

Лучевая оптика регулярного линзового волновода

22S

5.3.

Лазерные резон аторы .............................................................

 

 

238

5.4.

Линзовый

волновод с

искривленной

о с ь ю ..................

242

5.5.

Линзовые

волноводы

со случайным

смещенном линз

251

576

 

 

 

 

Оглавление

 

 

 

 

 

5.6.

Нормальные

моды

линзового

иолновода......................

 

 

270

5.7.

Траектория

волны

в конфокальном

линзовом

волно­

 

 

воде .................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

284

5.8.

Разрушение

пучка

в

непдеальных

линзовых

волно­

 

 

водах .............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

289

Глава

6. Гауссовы п у ч к и ..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

298

6.1.

В ведение........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

298

6.2.

Распространение

гауссовых пучков

в свободном про­

 

 

странстве

 

....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

299

6.3.

Двойственная природа

 

гауссовых п у ч к о в ......................

 

 

304

6.4.

Преобразование

гауссовых п у ч к о в

...................................

 

 

309

6.5.

Согласованно мод

..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

321

6.6.

Резонаторы

л а зер а ..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

325

Глава

7. Распространение

света в средах с квадратичным

 

 

законом изменения

 

показателя преломления . . .

339

7.1.

Введение........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

339

7.2.

Лучевая оптика квадратичной ср ед ы ...............................

 

 

341

7.3.

Моды квадратичной

ср ед ы ................................................

 

 

 

 

344

7.4.

Внеосевые

пучки в квадратичной

с р е д е ......................

 

 

350

7.5.

Квадратичная среда с потерями

нлп усилением . . .

355

7.6.

Линзовые

свойства

квадратичной ср ед ы ......................

 

 

365

Глава 8. Оптические волокна и диэлектрические волноводы

368

8.1.

В ведение

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

368

8.2.

Направляемые

волны

(моды)

круглых

оптических

 

 

в о л о к о н

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

372

8.3. Направляемые моды плоского волновода......................

 

 

392

8.4. Моды излучения плоского волновода...........................

 

 

401

8.5.

Соотношения ортогональности............................................

 

 

 

 

411

8.6.

Полезные п ри бл и ж ен и я .........................................................

 

 

 

 

 

417

* Глава

9. Нерегулярные диэлектрические волноводы . . .

 

9.1.

Введение........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

433

9.2. Плоский волновод с неровной границей .......................

 

 

434

9.3.

Плоский

волновод

с

 

синусоидальными

искажения­

 

 

ми стенки

 

....................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

445

9.4. Случайные

искажения

ст ен к и ............................................

 

 

 

 

470

9.5. Скачкообразные

н плавные

изменения толщины пло­

 

 

ского волновода

..........................

 

 

 

 

 

 

 

 

483

9.6.

Потери на излучение в изогнутых волноводах . . . .

508

Глава 10. Связь между

диэлектрическими волноводами . . .

519

10.1. В ведение.......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

519

10.2. Уравнения связанных в о л н ..................................................

 

 

 

 

522

10.3. Связанные плоские волн оводы ..........................................

 

 

 

531

10.4. Связь мод HEji двух круглых

волокон.........................

 

 

536

10.5. Перекрестная связь

 

...............................................................

 

 

 

 

 

543

Л и тература ................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

550

Предметный у к а за т ел ь ........................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

567

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ