各類高斯光束的波前不再是平面。但實際上,一直保持波前是平面的非均勻平面波是存在的。設(shè)光束的表達(dá)式為E(r)=A(r)eiβzZmax(1-325)復(fù)振幅滿足的傍軸亥姆霍茲方程是這里,▽T2是橫向拉普拉斯算符,波矢量k與傳播常數(shù)β的關(guān)系是kT2+β2＝...[繼續(xù)閱讀]

    光傳輸過程中的衰減用一個總的衰減系數(shù)(attenuationcoefficient)α表達(dá)。針對具體情況,需要分析損耗的各種來源。衰減可以是由于吸收、散射、衍射、分束、散焦等各種過程導(dǎo)致的局部光強(qiáng)的減弱。在α為常數(shù)的均勻介質(zhì)中,總功率隨傳...[繼續(xù)閱讀]

    光在均勻介質(zhì)中傳播的速度與光的波長或頻率有關(guān),稱為該材料的色散。折射率與光頻率的函數(shù)關(guān)系為式中,ωj是共振頻率,Bj是相應(yīng)的強(qiáng)度系數(shù),由實驗測定。色散關(guān)系用波長表示為式中,ρk是與λk相關(guān)的強(qiáng)度系數(shù),也是由相關(guān)實驗測定的...[繼續(xù)閱讀]

    研究光強(qiáng)度比較高或傳輸距離比較長時,必須考慮非線性效應(yīng)對光信號傳輸?shù)挠绊?具體到研究一個光脈沖波形隨傳輸距離的演化。激光是強(qiáng)的相干光,與自然光相比,激光與材料相互作用,就容易見到非線性效應(yīng)的影響。(1-8)式具體用級...[繼續(xù)閱讀]

    脈沖是激光工作的一個重要方式。脈沖狀態(tài)可以有更高的峰值功率。在信息領(lǐng)域,一個脈沖傳輸一個比特。因此,比特率隨脈沖的變窄而升高。越短的光脈沖可實現(xiàn)越精密的測量。因此,光脈沖的形成和演化依然是受關(guān)注的研究課題。...[繼續(xù)閱讀]

    增益、損耗、能量交換和非線性,實際上都是兩個或者更多的物理過程相互作用的結(jié)果,都可以用耦合波方程更好地表示。例如,(1-365)式、(1-367)式、(1-371)式和(1-373)式以及很多類似的演化方程,都可以在形式上寫成更簡化、更概括,同時...[繼續(xù)閱讀]

    分步傅里葉算法(split-stepFouriermethod)是一種比較直接并且被廣泛使用的方法,實用于各種光傳輸問題和傳輸系統(tǒng)的設(shè)計。例如,經(jīng)常用于光子晶體光纖器件設(shè)計與結(jié)構(gòu)特性研究[59-62]。在其他相關(guān)領(lǐng)域使用也都很成功,例如光時延[63]、太...[繼續(xù)閱讀]

    非線性薛定諤方程的推導(dǎo),利用了慢變包絡(luò)近似,忽略了復(fù)振幅的二階導(dǎo)數(shù),而且通常是考慮一維傳輸情況。根據(jù)實際情況,會考慮用有限差分法(finite-differencemethods)取代分步傅里葉計算方法,直接從麥克斯韋最基本的波動方程求解。例如...[繼續(xù)閱讀]

    光的偏振可以參閱第十七章的內(nèi)容,那里有詳細(xì)的論述,本節(jié)僅僅從理論上作一般性的介紹。沿z方向傳輸、互相正交的復(fù)振幅表示為現(xiàn)在考慮單色平面波的電場矢量分量由此可以得到橢圓參數(shù)方程[1]:式中,＝y-x是兩分...[繼續(xù)閱讀]

    光是電磁場,具有能量和動量。因此,光與物質(zhì)的相互作用,例如吸收和反射,都會有作用力,稱為輻射壓力(radiationpressure)或光壓[75]。這個光的作用力,開普勒(Kepler)和牛頓(Newton)都考慮到了,麥克斯韋從理論上證明了光壓的存在。第一個證...[繼續(xù)閱讀]