信息光子學物理

第一章　光波在各向異性介質中的傳播
　1.1　各向異性介質中的介電張量
　1.2　平面波在各向異性介質中的傳播
　1.3　幾何表象
　1.4　相速度、群速度和能流速度
　1.5　單軸晶體和雙軸晶體中光波的傳播
　1.6　雙折射現象和晶體偏振器件
　1.7　自然旋光性
　1.8　運用耦合模理論分析光波在周期變化折射率介質中的傳播
　1.9　光波在漸變折射率介質中的傳播和自聚焦效應
　附錄A1　光波偏振態的瓊斯矩陣表象
　參考文獻
第二章　光波的調制
　2.1　線性屯光效應
　2.2　電光調制器
　2.3　調制偏振光空間正交方位信息傳遞
　2.4　二次電光效應
　2.5　磁光效應
　2.6　聲光效應
　2.7　布拉格衍射
　2.8　用耦合模理論來分析布拉格衍射
　2.9　拉曼納斯衍射
　2.10　聲光器件及其應用
　2.11　聲光頻移激光多普勒測速儀
　2.12　聲光可調濾波器和可調相移多光譜照相機
　參考文獻
第三章　光波的空間調制
　3.1　概論
　3.2　磁光空間光調制器
　3.3　液晶的扭曲效應及薄膜晶體管驅動液晶顯不器
　3.4　鐵電液晶和電光開關
　3.5　液晶投影機和液晶背投電視
　3.6　混合場效應和液晶光閥
　3.7　PROM器件
　3.8　數字微反射鏡器件（DMD）和數字化投影
　3.9　光信息顯示系統的物理模型和etendue分析
　附錄A3　偏振光在線性扭曲介質中的傳播
　參考文獻
第四章　光波在波導中的傳播
　4.1　引言
　4.2　平面光波導
　4.3　能流和模間的正交性
　4.4　幾何光學處理和全反射相移修正
　4.5　矩形光波導
　4.6　用耦合模方法求解波導問題
　4.7　導波光學的典型器件（Ⅰ）
　4.8　導波光學的典型器件（Ⅱ）
　4.9　具有漸變折射率分布的平而波導
　4.10　光波與光波導的耦合機構
　4.11　光電子集成回路簡介
　附錄A4　厄米方程和厄米多項式
　參考文獻

第五章　光波在光縴中的傳播
第六章　半導體發光二極管
第七章　半導體激光器
第八章　半導體光電探測器
第九章　光學網絡引論
第十章　濾波器和波分復用
第十一章　無源光縴器件
第十二章　光縴放大器
第十三章　光縴中的色散和偏振補償
第十四章　光縴的非線性效應
第十五章　光子晶體光縴
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英文及英文縮寫詞匯索引

剛剛過去的20世紀是人類社會發展中取得輝煌成就的黃金時代。電磁學理論、量子力學和相對論的創建使人們對物質世界的內涵有了深刻的理解和認識，從而人類對物質世界的利用和改造從“必然王國”闊步邁入“自由王國”，引發了能源技術、電子技術和自動化技術等領域劃時代的革命性飛躍。集成電路、激光器、計算機與光通信的發展把社會物質文明推進到前所未有的高度，為新世紀的持續發展奠定了堅實雄厚的根基。電子作為信息與能量的載體在其發展中作出了歷史性的巨大貢獻，科學家、工程師們常把這一黃金時代喻之為“電子時代”。

剛剛迎來的21世紀，將會是一個更加絢麗燦爛的新時代，許多科學家和工程師們對此又有過各種描述。無疑，隨著社會物質文明和精神文明的高度發達，人們對社會信息的需求正呈現“干變萬化”、“急不可待”的態勢，“信息”正成為社會成員不可或缺的“三餐食糧”，因此可以說21世紀必將是一個“信息化時代”。

當今“信息”的內涵與功能已經超越了社會成員之間的聯絡、通信和文化、娛樂，而闊步地邁入了對生產過程的遠程自動化操控和經貿、金融活動、社會安全的智能化處理，“信息化”的發展正成為高度發達社會先進生產力的關鍵要素。

未來的時代社會信息量必將呈現指數式的爆炸性增長，計量時間的概念將由納秒(10 -9 s)邁入皮秒(10 -12 s)，而信息的傳輸容量則高達太比特每秒(10 3 Gb／s，即Tb／s)。

電子技術由于受到RC延遲經典物理效應的限制，難以突破納秒的門檻，成為制約超高速電子學發展的“瓶頸”。人們需要尋求一種新的信息載體。光子，當仁不讓是科學家和工程師們首選的對象。光子(或光波)不具荷電性，不存在RC瓶頸效應的制約，光波有最快的傳播速度，通過1微米距離的時間不到10 -2皮秒，光波又兼具抗電磁干擾、定向傳輸特性，它所攜帶的信息有很高的安全度。

由此可見，在新世紀中光子必將大顯身手，為信息化時代的發展作出歷史性的重大貢獻。有人說“光子將取代電子”，未來的世紀是“光子的時代”，此說難免有夸大之嫌，但至少可以肯定“光子與電子”將攜手合作，和諧共建絢麗燦爛的21世紀，光子獨特功能的運用對電子載體的局限性將會帶來歷史性的重大突破。

宋菲君、羊國光、余金中同志編著的《信息光子學物理》一書，“雪中送炭”地迎合了新時代發展的需求，作者立足于多年來長期在光電子領域科研、教學中的豐厚積累和精心推敲，提煉出科學內涵的邏輯關聯性，通過多達十五章的分類，以準確流暢的文字表述，系統、全面、深入地介紹了信息光子學的基礎科學知識和光電子技術應用中的各類關鍵性器件成就，既有原理性的概念描述，又有可供設汁、分析時運用的定量物理關系，以及至今最新取得的前沿發展，有相當的系統性和深入度。

對光電子領域的廣大讀者，尤其是在讀研究生和從事研發的高級科學工程人員，本書會是一本有很長時效性的可持續參閱的範本讀物。

本人誠摯地推薦和深切地期望，通過《信息光子學物理》一書的出版發行，將有助于使光電子學領域的廣大科技工作者和學生更快更好地邁入光子學科技研發的“自由王國”，起到“投石問路”和“摸石過河”的引導作用。

值此辭舊迎新之時，謹以此作序，不當之處，請不吝指正。