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第1章 晶体的物理性质1

1.1晶体的对称性质1

1.1.1晶体的基本概念1

1.1.2 晶体的对称性2

1.1.3晶体对称操作的坐标变换矩阵4

1.1.4晶体的分类6

1.2描述晶体物理性质的张量11

1.2.1张量的基本概念12

1.2.2 张量的缩并运算14

1.2.3张量的坐标变换15

1.2.4二阶对称张量17

1.2.5晶体对称性对物理性质的影响21

1.3晶体的光学性质22

1.3.1晶体中的光波与光线22

1.3.2 晶体光学基本方程——菲涅尔方程25

1.3.3晶体光学性质的几何表示方法——折射率曲面与折射率椭球29

1.3.4 晶体的旋光现象32

1.3.5常用声光晶体的光学性质40

1.4晶体的体波声学性质42

1.4.1应力与应变42

1.4.2 胡克定律48

1.4.3体波声学基本方程50

1.4.4常用声光晶体的体波声学性质52

1.5 晶体的压电性质66

1.5.1压电效应66

1.5.2 压电增劲体波声学基本方程69

1.5.3铌酸锂晶体的压电性能70

1.6晶体的表面波声学性质74

1.6.1表面波声学基本方程74

1.6.2压电增劲表面波声学基本方程82

1.6.3常用压电晶体的表面波声学性质85

参考文献93

第2章 平面波导的光学性质95

2.1光在界面上的反射与透射95

2.1.1菲涅尔公式95

2.1.2反射率与透射率97

2.1.3反射光与透射光波的偏振特性98

2.1.4全反射与全透射现象100

2.1.5反射率曲线102

2.2平面波导的传光特性103

2.2.1集光本领104

2.2.2几何程长与反射次数104

2.2.3时延差105

2.3平面波导的谐振方程105

2.3.1导光模谐振方程105

2.3.2 导光模特征106

2.4平面波导的波动理论108

2.4.1导光模波动方程108

2.4.2对称平面波导的波动理论111

2.4.3 非对称平面波导的波动理论116

参考文献123

第3章 光纤波导的光学性质125

3.1光纤基本知识125

3.2均匀折射率型光纤的传光特性126

3.2.1子午光线的传光特性127

3.2.2斜光线的传光特性128

3.3均匀折射率型光纤的波动理论132

3.3.1模式场分布函数132

3.3.2模式方程137

3.4均匀折射率型弱导光纤的模式特征137

3.4.1场分布函数及模式方程137

3.4.2模式简并140

3.5均匀折射率型弱导光纤的LP线偏振模141

3.5.1截止频率142

3.5.2 单模工作条件144

3.5.3传播常数的图解法144

3.5.4模容量150

3.5.5色散特性150

参考文献151

第4章 声光互作用耦合波方程理论153

4.1声光效应与电光效应153

4.1.1声光效应153

4.1.2电光效应159

4.2参量互作用基本方程163

4.3体波声光效应耦合波方程理论166

4.3.1一维声光效应耦合波方程166

4.3.2 正常声光效应衍射效率169

4.3.3反常声光效应衍射效率174

4.3.4多维声光效应耦合波方程理论175

4.4体波声电光效应耦合波方程理论177

4.4.1一维声电光效应耦合波方程理论177

4.4.2多维声电光效应耦合波方程理论181

4.5表面波声光效应耦合波方程理论182

4.5.1表面波声光效应耦合波方程182

4.5.2 表面波声光效应衍射效率184

4.6表面波声电光效应耦合波方程理论186

4.7表面波光纤声光效应耦合波方程理论187

4.7.1光纤耦合模方程188

4.7.2 表面波光纤声光效应耦合波方程189

4.7.3表面波光纤声光效应衍射效率190

参考文献192

第5章 体波声光器件的设计194

5.1布拉格声光器件的工作原理194

5.1.1进入布拉格衍射区的标准194

5.1.2 布拉格声光效应衍射效率195

5.1.3布拉格声光互作用几何关系197

5.1.4布拉格带宽206

5.2声光偏转器的主要性能指标208

5.2.1扫描特性209

5.2.2 可分辨点数210

5.2.3偏转速度210

5.2.4速度容量积211

5.3正常声光偏转器的设计211

5.3.1正常声光偏转器的设计步骤211

5.3.2单片结构正常声光偏转器的设计212

5.3.3超声跟踪正常声光偏转器的设计216

5.4反常声光偏转器的设计226

5.4.1单片结构反常声光偏转器的设计226

5.4.2 超声跟踪反常声光偏转器的设计236

5.5声光调制器的设计239

5.5.1声光调制器的主要性能指标239

5.5.2影响声光调制器性能的因素241

5.5.3声光调制器的设计方法243

5.6多频声光器件的设计244

5.6.1多频声光效应的互调光245

5.6.2 多频声光器件的设计246

5.7可调谐声光滤光器的设计方法247

5.7.1可调谐声光滤光器的性能指标247

5.7.2可调谐声光滤光器的设计方法248

5.8声电光器件的设计方法261

5.8.1一维声电光效应最佳工作模式262

5.8.2二维声电光效应最佳工作模式263

参考文献266

第6章 体波声光器件压电换能器的设计方法269

6.1压电换能器的玛森等效电路269

6.1.1压电换能器的阻抗矩阵269

6.1.2压电换能器的玛森等效电路272

6.2压电换能器的传递矩阵274

6.2.1压电换能器的特征参数275

6.2.2 压电换能器的传递矩阵276

6.3压电换能器的频率特性279

6.3.1压电换能器输入阻抗与输入导纳279

6.3.2压电换能器损耗283

6.4压电换能器镀膜结构与厚度的确定287

6.4.1 36°Y切LN/PM声光器件287

6.4.2 X切LN/TeO2声光器件289

6.5压电换能器的设计、工艺与测试294

参考文献296

第7章 表面波声光器件的设计方法297

7.1叉指换能器的网络矩阵297

7.1.1叉指换能器的结构与特性参数297

7.1.2叉指换能器的网络矩阵298

7.2叉指换能器的频率特性306

7.2.1叉指换能器的输入导纳306

7.2.2叉指换能器损耗308

7.3表面波声光器件的设计方法312

7.3.1表面波声光器件的性能指标312

7.3.2表面波声光器件的设计320

参考文献326

第8章 声光器件的应用328

8.1声光器件在激光显示与记录系统中的应用328

8.1.1激光传真与激光印刷328

8.1.2激光寻址329

8.1.3激光打印330

8.1.4激光电视332

8.2声光器件在激光器谐振腔内的应用336

8.2.1声光调Q激光器336

8.2.2 声光锁模激光器338

8.2.3腔倒空激光器342

8.2.4稳功激光器343

8.3声光器件在光信号处理中的应用344

8.3.1声光频谱分析器345

8.3.2 声光相关器352

8.4声光器件在光计算中的应用361

8.4.1声光数字乘法器361

8.4.2声光向量乘法器363

8.4.3声光矩阵乘法器364

8.5声光器件在光探测中的应用365

8.5.1倒声速图的测量365

8.5.2声光优值的测定366

8.5.3声场分布的测定367

8.6声光器件在军事中的应用368

8.6.1声光器件在雷达中的应用368

8.6.2声光器件在光纤传感器中的应用373

8.7声光器件的其他应用376

8.7.1声光调频器的应用376

8.7.2 声光滤光器的应用379

参考文献380

附录A常用对称操作的坐标变换矩阵382

附录B晶体的物理性质矩阵形式384

B.1声光系数和劲度系数矩阵的形式（32个晶类）384

B.2电光系数矩阵和压电系数矩阵的形式（20个晶类）387

B.3介电系数矩阵的形式（7个晶系）392

附录C晶体的声光系数和电光系数393

C.1声光系数393

C.2电光系数394

附录D重要声光材料的物理性质396

附录E声光器件的特征长度398

附录F重要压电材料的物理性质400

附录G重要镀膜材料的声学性质402