Салех Б., Тейх М. Оптика и фотоника. Принципы и применения. Том 2

Долгопрудный: Интеллект, 2012. — 784 с.Сравнительно новый термин «фотоника» возник по аналогии с хорошо известным термином «электроника». Это современное состояние науки о взаимодействии света и вещества и многочисленных технологических приложениях.
Этот термин отражает квантовую (фотонную) природу света и включает широкий круг физических явлений, методов и устройств, используемых для генерации света, управления его свойствами, передачи, регистрации, воздействия светом на вещество и оптической диагностики материальных сред. В учебной литературе на русском языке, рассчитанной на студентов физических и технических специальностей, в настоящее время отсутствует книга, объединяющая указанный круг проблем. Данный пробел призван восполнить перевод на русский язык второго издания книги известных американских специалистов.Содержание книги охватывает оптику лучей, волн и пучков, фурье-оптику, электромагнитную теорию света, поляризационную оптику, оптику фотонных кристаллов, волноводов и резонаторов, элементы статистической и квантовой оптики, взаимодействие фотонов с атомами, лазерные усилители и лазеры, оптику полупроводников, полупроводниковые источники и приемники фотонов, акусто- и электрооптику, основы нелинейной оптики, включая оптику ультракоротких импульсов света, а также основные сведения об оптических системах связи и их элементах – оптических соединителях и переключателях.
Начиная с элементарных основ оптики, авторы достаточно быстро подводят читателя к самым современным научным достижениям и техническим решениям. Математический аппарат изложен лаконично, но достаточно строго, наглядность обеспечивается большим количеством иллюстраций.
Каждый раздел книги снабжен хорошо продуманным набором задач, что делает ее весьма полезной как для преподавателей, так и для самостоятельной работы студентов.
Огромный объём материала, охватывающего все разделы оптики, потребовал выпустить книгу на русском языке в виде двухтомника.Лазеры
Теория лазерной генерации
Оптическое усиление и обратная связь
Условия лазерной генерации
Выходные характеристики лазера
Мощность
Спектральное распределение
Пространственное распределение и поляризация
Селекция мод
Распространенные лазеры
Твердотельные лазеры
Газовые лазеры
Другие лазеры
Таблица характеристик
Импульсные лазеры
Методы получения импульсной генерации
Анализ переходных эффектов
Модуляция добротности
Синхронизация мод
Оптика полупроводников
Полупроводники
Энергетические зоны и носители заряда
Полупроводниковые материалы
Концентрации электронов и дырок
Генерация, рекомбинация и инжекция
Переходы
Гетеропереходы
Квантово-размерные структуры
Взаимодействие фотонов с носителями заряда
Взаимодействие фотонов с объемными полупроводниками
Межзонные переходы в объемных полупроводниках
Поглощение, испускание и усиление в объемных полупроводниках
Взаимодействие фотонов с квантово-размерными структурами
Показатель преломления
Полупроводниковые источники фотонов
Светоизлучающие диоды
Инжекционная электролюминесценция
Характеристики СИД
Материалы и структуры устройств
Полупроводниковые оптические усилители
Усиление и ширина полосы
Накачка
Гетероструктуры
Структуры с квантовыми ямами
Сверхлюминесцентные диоды
Лазерные диоды
Усиление, обратная связь и генерация
Мощность и коэффициент преобразования
Спектральные и пространственные характеристики
Квантово-размерные лазеры и лазеры с микрорезонаторами
Квантово-размерные лазеры
Лазеры с микрорезонаторами
Материалы и структуры устройств
Полупроводниковые детекторы фотонов
Фотоприемники
Внешний и внутренний фотоэффект
Общие свойства
Фотопроводники
Собственные полупроводники
Примесные материалы
Гетероструктуры
Фотодиоды
p—n-Фотодиод
p—i—n-Фотодиод
Гетероструктуры
Лавинные фотодиоды
Принципы действия
Усиление и токовая чувствительность
Время отклика
Лавинные диоды для регистрации одиночных фотонов (SPAD)
Матричные детекторы
Шум в фотодетекторах
Фотоэлектронный шум
Шум усиления
Шум схемы
Отношение сигнал—шум и обнаружительная способность приемника
Частота появления ошибочных битов и обнаружительная способность приемника
Акустооптика
Взаимодействие света и звука
Дифракция Брэгга
Теория связанных волн
Брэгговская дифракция пучков
Акустооптические устройства
Модуляторы
Сканеры
Пространственные переключатели
Фильтры, преобразователи частоты и вентили
Акустооптика анизотропных сред
Электрооптика
Принципы электрооптики
Эффекты Поккельса и Керра
Электрооптические модуляторы и переключатели
Сканеры
Направленные ответвители
Пространственные модуляторы света
Электрооптика анизотропных сред
Эффекты Поккельса и Керра
Модуляторы
Электрооптика жидких кристаллов
Фазовые пластинки и модуляторы
Пространственные модуляторы света
Фоторефрактивность
Электропоглощение
Нелинейная оптика
Нелинейные оптические среды
Нелинейная оптика второго порядка
Генерация второй гармоники (ГВГ) и оптическое выпрямление
Электрооптический эффект
Трехволновое смешение
Фазовый синхронизм и кривые настройки
Квазисинхронизм
Нелинейная оптика третьего порядка
Генерация третьей гармоники (ГТГ) и оптический эффект Керра
Самомодуляция фазы (СМФ), самофокусировка и пространственные солитоны
Фазовая кросс-модуляция (ФКМ)
Четырехволновое смешение (ЧВС)
Обращение волнового фронта (ОВФ)
Нелинейная оптика второго порядка: теория связанных волн
Генерация второй гармоники (ГВГ)
Преобразование оптической частоты (ПОЧ)
Параметрическое усиление (ПУ) и параметрическая генерация (ПГ) света
Нелинейная оптика третьего порядка: теория связанных волн
Четырехволновое смешение (ЧВС)
Трехволновое смешение и генерация третьей гармоники (ГТГ)
Обращение волнового фронта (ОВФ)
Анизотропные нелинейные среды
Нелинейные среды с дисперсией
Оптика сверхбыстрых процессов
Характеристики импульсов
Временные и спектральные характеристики
Гауссовы импульсы и гауссовы импульсы с чирпом
Пространственные характеристики
Формирование и компрессия импульсов
Фильтры с чирпом
Осуществление фильтрации с изменением чирпа
Сжатие импульсов
Формирование импульсов
Распространение импульсов в оптических волноводах
Оптическое волокно как фильтр с чирпом
Распространение гауссова импульса в оптическом волокне
Уравнение диффузии для медленной огибающей
Аналогия между дисперсией и дифракцией
Линейная оптика ультракоротких импульсов
Оптика лучей
Волновая и Фурье-оптика
Оптика пучков
Нелинейная оптика ультракоротких импульсов
Импульсные параметрические процессы
Оптические солитоны
Суперконтинуум
Детектирование импульсов
Измерение интенсивности
Измерение спектральной интенсивности
Измерение фазы
Измерение спектрограмм
Оптические межсоединения и коммутаторы
Оптические межсоединения
Межсоединения в свободном пространстве на основе рефракции и дифракции
Волноводные межсоединения
Невзаимные оптические межсоединения
Оптические межсоединения в микроэлектронике
Пассивные оптические маршрутизаторы
Маршрутизаторы с разделением по длине волны
Маршрутизаторы с разделением по поляризации, фазе и интенсивности
Фотонные коммутаторы
Архитектуры пространственных коммутаторов
Конструкции оптических пространственных коммутаторов
Полностью оптические пространственные коммутаторы
Коммутаторы с разделением по длине волны
Коммутаторы с разделением по времени
Коммутаторы пакетов
Оптические логические элементы
Бистабильные системы
Основы оптической бистабильности
Бистабильные оптические устройства
Волоконно-оптические системы связи
Волоконно-оптические компоненты
Оптические волокна
Источники для оптических передатчиков
Оптические усилители
Детекторы для оптических приемников
Волоконно-оптические системы связи
Эволюция волоконно-оптических систем связи
Эксплуатационные показатели оптических волоконных систем
Системы, ограниченные по ослаблению и дисперсии
Компенсация ослабления и дисперсии и управление ими
Солитонная оптическая связь
Модуляция и мультиплексирование
Модуляция
Мультиплексирование
Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
Волоконно-оптические сети
Топологии сетей и коллективный доступ
Сети, использующие мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)
Когерентная оптическая связь
Приложение Преобразование Фурье
Одномерное преобразование Фурье
Длительность и спектральная ширина
Двумерное преобразование Фурье
Приложение Линейные Системы
Одномерные линейные системы
Двумерные линейные системы
Приложение Моды Линейных Систем
Моды дискретной линейной системы
Моды непрерывной системы, описываемой интегральным оператором
Моды системы, описываемой обыкновенными дифференциальными уравнениями
Моды системы, описываемой дифференциальным уравнением в частных производных