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第1章 绪论1

第2章 导波光学的理论基础3

2.1 电磁场的基本方程3

2.1.1 麦克斯韦方程组、物质方程、边值关系3

2.1.2 亥姆霍兹方程4

2.1.3 正规光波导中模式场的亥姆霍兹方程及模式的概念5

2.1.4 电磁场和模式场的横向分量与纵向分量的关系6

2.2 光线在介质中的传播特性6

2.2.1 反射定律、折射定律与全反射7

2.2.2 古斯-汉欣（Goos-Haerchen）位移9

2.2.3 射线光学基础10

习题13

第3章 平面光波导14

3.1 三层均匀平面波导的射线分析法14

3.2 三层均匀平面波导的电磁场分析法16

3.2.1 一般平面波导中模式的种类17

3.2.2 三层均匀平面波导中模式场的场分布与本征值方程18

3.2.3 模截止及波导中的传输模式数20

3.2.4 归一化参量22

3.3 非均匀平面波导的射线分析法23

3.3.1 光线在非均匀平面波导中的轨迹23

3.3.2 非均匀平面波导中的本征值方程25

3.4 平方律分布渐变型折射率平板波导26

3.4.1 TE导模27

3.4.2 TM导模28

3.5 WKB近似法29

3.6 变分法31

3.6.1 传播常数的积分表达式和变分法32

3.6.2 变分法的应用33

3.7 有限元法简介34

3.7.1 基于变分思想的有限元法34

3.7.2 基于加权余量法思想的有限元法35

3.8 多层分割法36

习题37

第4章 金属包层平板介质波导39

4.1 金属的光频特性39

4.1.1 金属中的亥姆霍兹方程和复相对电容率39

4.1.2 金属光频特性的初等电子论41

4.2 等离子体表面波（SPW）42

4.2.1 介质与金属分界面上的等离子体表面波42

4.2.2 长程等离子体表面波44

4.3 非对称金属包层介质波导45

4.3.1 模式的本征方程45

4.3.2 传播常数与模式特性46

4.4 对称金属包层介质波导47

习题49

第5章 矩形介质波导50

5.1 马卡梯里近似解法50

5.1.1 马卡梯里近似50

5.1.2 矩形波导中导模的场分布及其本征值方程52

5.1.3 传播常数和模场场分布的计算实例55

5.1.4 求解本征值（传播常数）的近似公式55

5.2 有效折射率法57

5.3 微扰法58

5.4 变分法62

习题63

第6章 圆光波导64

6.1 阶跃光纤的射线分析法65

6.1.1 光纤中的光线种类66

6.1.2 数值孔径66

6.1.3 子午光线的色散和时延差67

6.2 二层阶跃光纤矢量模的分析方法68

6.2.1 矢量模的分析方法68

6.2.2 矢量模模式场各分量的解70

6.2.3 特征方程72

6.2.4 对特征方程的讨论74

6.3 二层阶跃光纤标量模的分析方法77

6.3.1 标量模的分析方法77

6.3.2 标量模的场分布79

6.3.3 特征方程80

6.3.4 截止条件80

6.3.5 远离截止的条件81

6.3.6 矢量模与标量之间的关系81

6.4 渐变折射率光纤的分析——高斯近似法82

6.5 光纤的传输特性——色散83

6.5.1 基本传输方程84

6.5.2 群时延84

6.5.3 脉冲展宽85

6.5.4 色散86

6.5.5 二层阶跃光纤的色散87

6.6 光纤的损耗89

6.6.1 吸收损耗89

6.6.2 散射损耗90

6.6.3 弯曲损耗90

习题90

第7章 光波导的横向耦合91

7.1 光波导的横向模耦合91

7.1.1 模耦合方程91

7.1.2 模耦合方程的解93

7.2 平板定向耦合器95

7.3 棱镜耦合器97

7.3.1 棱镜耦合器的工作原理97

7.3.2 输出耦合器98

7.3.3 输入耦合器101

习题101

第8章 非正规光波导102

8.1 概述102

8.2 非正规光波导的模耦合方程103

8.2.1 耦合方程的一般形式104

8.2.2 弱导情况下耦合方程的形式105

8.2.3 考虑正、反向模情况下耦合方程的形式105

8.3 光纤光栅106

8.4 光纤的对接——突变光波导110

习题113

附录Ⅰ 模式场的纵向分量与横向分量之间关系的推导114

附录Ⅱ 古斯-汉欣位移的推导115

附录Ⅲ 矩形波导中的导模模式117

附录Ⅳ 矩形波导传播常数和场分布的计算程序119

附录Ⅴ 脉冲信号基本传输方程的推导122

参考文献124