圖書相信
作 者： 李淳飛 著
內容簡介
《全光開關原理》系統總結了自20世紀60年代以來國內外研究的各種光開關的物理思想和基本原理，包含作者多年來在光開關方面的研究成果。全書分為10章，主要介紹以光控光的全光開關，內容包括非線性干涉儀型全光開關（第4、5、7章）、光學雙穩開關（第3章）、光學限制開關（第8章）等。還介紹了近年來基於納米光子學全光開關（第6章），以及基於其他原理的全光開關（第9章）等。此外，《全光開關原理》還扼要介紹了目前已經獲得套用的電控光開關的基本原理（第2章），以及光開關在光纖通信技術中的套用（第10章）。
《全光開關原理》可以作為高等院校物理學和光學專業研究生的教材，高年級本科生的參考書，也可作為從事光通信、光計算、光感測、光信息處理工作的科技人員和工程技術人員的參考書。
目錄
前言
第1章 光開關概論
1.1 光開關的重要性
1.1.1 光學發展對光開關的需求
1.1.2 光子技術對光開關的需求
1.2 光開關的分類
1.2.1 按光參量與工作域分類
1.2.2 按工作特性分類
1.2.3 按控制方法分類
1.3 光開關的性能參數
1.3.1 光開關的技術參數
1.3.2 對光開關參量的要求
1.3.3 光開關材料的品質因數
參考文獻
第2章 電控光開關
2.1 電光開關
2.1.1 電光耦合器光開關
2.1.2 電光M-Z干涉儀光開關
2.1.3 電光數字式光開關
2.2 熱光開關
2.2.1 定向耦合器型熱光開關
2.2.2 M-Z干涉儀型熱光開關
2.2.3 多模干涉型熱光開關
2.2.4 分支型熱光開關
2.2.5 相變型熱光開關
2.3 液晶光開關
2.3.1 雙折射型液晶光開關
2.3.2 偏振分光型液晶光開關
2.3.3 反射型液晶光開關
2.4 電控機械光開關
2.4.1 電磁機械光開關
2.4.2 MEMS尤升天
2.5 其他電控光開關
2.5.1 磁光開關
2.5.2 聲光開關
參考文獻
第3章 光學雙穩光開關
3.1 光學雙穩性概論
3.1.1 光學雙穩性
3.1.2 光學雙穩器件
3.2 全光型光學雙穩器件
3.2.1 吸收型光學雙穩器件
3.2.2 折射型光學雙穩器件
3.2.3 其他全光型光學雙穩器件
3.3 電光混合型光學雙穩器件
3.3.1 電光非線性F-P型光學雙穩器件
3.3.2 電光偏振調製型光學雙穩器件
3.3.3 電光M-Z干涉儀型光學雙穩器件
3.3.4 其他電光混合型光學雙穩器件
3.4 光學雙穩性的穩定性理論
3.4.1 光學雙穩性的穩定性
3.4.2 光學雙穩性的不穩定性
參考文獻
第4章 非線性干涉儀全光開關
4.1 非線性耦合器全光開關
4.1.1 線性對稱光耦合器原理
4.1.2 對稱耦合器自相位調製全光開關
4.1.3 非對稱耦合器交叉相位調製全光開關
4.1.4 非線性耦合器共振非線性全光開關
4.2 非線性M-Z干涉儀全光開關
4.2.1 對稱MZI與實現光開關的條件
4.2.2 兩臂折射率不同的MZI全光開關
4.2.3 兩臂長度不同的MZI全光開關
4.3 非線性環共振器全光開關
4.3.1 單耦合器環共振器全光開關
4.3.2 具環共振器M.Z干涉儀全光開關
4.3.3 雙耦合器環共振器全光開關
4.4 非線性Sagnac干涉儀全光開關
4.4.1 對稱Sagnac干涉儀理論
4.4.2 含非對稱耦合器的SI全光開關
4.4.3 用不同頻率泵浦光的SI全光開關
4.4.4 環中偏置光放大器的SI全光開關
4.4.5 採用非線性耦合器的SI全光開關
參考文獻
第5章 含光放大器的全光開關
5.1 光放大器基本原理
5.1.1 光放大器原理
5.1.2 摻鉺光纖放大器
5.1.3 半導體光放大器
5.2 含EDFA環共振器全光開關
5.2.1 含EDFA環耦合MZI全光開關
5.2.2 含EDFA的DCRR全光開關
5.2.3 含EDFA的DCRR光學雙穩開關
5.3 含半導體光放大器的全光開關
5.3.1 sOA的交叉增益調製
5.3.2 SOA的交叉相位調製
5.3.3 SOA的四波混頻
參考文獻
第6章 納米光子學全光開關
6.1 納米波導共振環全光開關
6.1.1 微環耦合MZI型納米波導光開關
6.1.2 單耦合器微環型1×1納米波導光開關
6.1.3 雙耦合器微環型l×2納米波導光開關
6.2 光子晶體全光開關
6.2.1 光子晶體的基本概念
6.2.2 二維光子晶體耦合器全光開關
6.2.3 二維光子晶體環共振器全光開關
6.2.4 二維光子晶體非線性MCI全光開關
6.2.5 一維光子晶體帶隙移動雙穩開關
6.2.6 二維光子晶體帶隙移動全光開關
6.2.7 二維光子晶體缺陷位移全光開關
6.2.8 三維光子晶體全光開關
6.3 表面電漿激元全光開關
6.3.1 表面電漿激元及其極化子波
6.3.2 金屬納米結構的吸收譜及其套用
6.3.3 光柵耦合型SPP全光開關
6.3.4 稜鏡激髮型SPP全光開關
6.3.5 非線性光柵型SPP光學雙穩開關
參考文獻
第7章 非線性光纖光柵全光開關
7.1 非線性光纖布拉格光柵全光開關
7.1.1 光纖布拉格光柵全光開關原理
7.1.2 交叉相位調製FBG全光開關
7.1.3 自相位調製FBG全光開關
7.1.4 高非線性FBG全光開關
7.1.5 相移光纖光柵全光開關
7.2 非線性長周期光纖光柵全光開關
7.2.1 長周期光纖光柵全光開關原理
7.2.2 LPBG自相位調製全光開關
7.3 非線性長周期光纖光柵對全光開關
7.3.1 以常規光纖連線的LPFG對全光開關
7.3.2 以非線性光纖連線的LPFG對全光開關
7.4 非線性光纖布拉格光柵對的光學雙穩開關
7.4.1 單FBG的傳輸矩陣
7.4.2 非線性FBG對光學雙穩性的調製和反饋公式
7.4.3 非線性FBG對的光學雙穩特性
參考文獻
第8章 光學限制全光開關
8.1 光限制器概述
8.1.1 光限制的概念和用途
8.1.2 光限制器的分類與參量
8.2 反飽和吸收效應
8.2.1 反飽和吸收物理模型
8.2.2 動態反飽和吸收方程
8.2.3 穩態反飽和吸收方程解
8.3 線性光限制器
……
第9章 其他原理的全光開關
第10章 光開關在通信中的套用
參考文獻
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前言
雷射的產生標誌著光學有了與電學一樣的相干光源。自此以後光子技術與電子技術展開了長期的競賽，究竟誰能成為信息技術的主角？半個世紀競賽的結果證明，電子技術與光子技術各有所長。電子技術在20世紀取得了輝煌的成就，計算機、網際網路、移動通信的普及，使人類的生活發生了徹底變化，這是因為電子技術擅長信息處理，特別是數位化信息的處理。至於光子技術，則擅長信息傳輸，並具有寬頻、大容量和並行處理等優點，因此近30年來光子技術有很大的發展。現在信息的有線傳輸和信息存儲等電子技術領域已經被光子技術占領。例如，光纖通信代替了電纜通信；光碟存儲代替了磁碟存儲。在感測領域光子技術也逐漸變成了主角：光纖光柵感測器代替了電子應變感測器。甚至當今廣泛使用的電子計算機，它的外部設備陣地（存儲、顯示、輸入/輸出等）也已經被光子技術占領。但是計算機的晶片仍被電子技術壟斷，這是因為電子開關（或電晶體）還不能被光子開關（或光電晶體）。因此，電子技術的最後堡壘——數位化信息處理還沒有被光子技術攻占。光子技術最後勝利的標誌就是攻下這個電子技術的最後堡壘，即用全光開關代替現有的電子開關，實現真正的光子集成晶片和高速、海量的光子數字信息處理。
科學家的夢想之一是實現全光通信、全光網路和全光計算機。要實現這個夢想，就要研究出實用化的全光開關，即要求驅動光開關的光功率可與被控光信號的功率相比（開關功率在毫瓦以下）；開關速度比現有電子開關速度更快（開關時間在皮秒以下）。全世界的科學家耗時半個世紀，耗費大量資金，至今還沒有研究出可供上市的全光開關產品。但是，人們已經歷了長時間、多方面的探索，積累了豐富的經驗。本書試圖把人們對全光開關研究的主要物理思想和基本原理系統地介紹給讀者，故本書取名為“全光開關原理”。書中也包含了作者多年來從事全光開關原理研究的主要研究成果。
