內容簡介
微納光子集成本書是關於光子集成理論以及製備技術的專著。全書共10章，第1章主要介紹光波導基礎理論；第2、3章主要介紹光波導器件數值模擬技術；第4章主要介紹各類光波導（包括最新發展的矽納米光波導等）基本特性以及相關製作工藝；第5章重點介紹針對光纖到戶系統需求的新型集成光子器件；第6、7章重點介紹光通信系統中最具代表性的集成光子器件，包括波分復用器、微環濾波器等，並在第7章對微環感測器的最新進展作了相關介紹；第8章詳細介紹最新發展的表面等離子金屬光波導的原理、結構以及發展前景；第9章主要介紹和總結另一種新型光波導——光子晶體波導；第10章著重介紹矽光子學的最新研究進展。
本書可作為大專院校相關專業本科生、研究生的課程教材，也可作為從事光通信器件專業的科學技術人員的參考用書。
作者簡介
何賽靈，92年獲瑞典皇家工學院(KTH)博士學位。任KTH教授及KTH-浙江大學聯合光子研究中心首席科學家。“國家海外高層次人才引進計畫” (“千人計畫”)入選者，OSA(美國光學學會)&SPIE(國際光學工程學會)的Fellow。著有一本國際專著、400多篇國際期刊文章並且擁有20多項發明專利。
目錄
前言
第1章 光波導基本理論
1.1 平板波導
1.1.1 射線理論分析法
1.1.2 波動理論分析法
1.1.3 高斯近似模場
1.2 條形波導
1.2.1 Macatili方法
1.2.2 等效折射率方法
1.3 本章小結
參考文獻
第2章 光束傳輸方法
2.1 全矢量波動方程
2.2 BPM
2.3 BPM套用實例
2.3.1 實例1：定向耦合器
2.3.2 實例2：馬赫一曾德爾干涉儀
2.4 本章小結
參考文獻
第3章時域有限差分方法
3.1 引言
3.2 麥克斯韋方程的FDTD計算式及基本性質
3.2.1 Yee元胞及差分格式
3.2.2 數值穩定性條件
3.2.3 數值色散與噪聲
3.3 完美匹配層吸收邊界條件
3.4 激勵源設定
3.4.1 脈衝源與穩態源
3.4.2 總場散射場分離
3.5 色散介質的有限差分方法
3.5.1 聯繫D和E的因果性和幾種典型色散模型
3.5.2 色散介質的FDTD差分算法
3.6 計算實例與分析
參考文獻
第4章 常見光波導材料與結構
4.1 典型光波導材料與結構
4.1.1 SiO2材料及波導
4.1.2 Ⅲ-V族半導體材料及波導
4.1.3 鈮酸鋰（LiNbO3）材料及波導
4.1.4 聚合物材料及波導
4.1.5 矽絕緣體材料及波導
4.1.6 新型納米光波導
4.1.7 光波導材料及結構小結
4.2 光波導器件的製作工藝
4.2.1 波導層薄膜生長
4.2.2 光刻工藝
4.2.3 刻蝕技術
4.3 光波導器件的測試
4.3.1 測試流程
4.3.2 測試裝置
4.3.3 波導傳輸損耗測試方法
4.3.4 光波導器件的封裝與測試
4.4 本章小結
參考文獻
第5章 光波導耦合器
5.1 光耦合器概述及分類
5.2 光耦合器的一般技術參數
5.3 Y分支概述
5.3.1 Y分支的基本原理
5.3.2 Y分支的設計舉例
5.3.3 可調諧Y分支
5.3.4 Y分支的套用
5.4 MMI耦合器
5.4.1 MMI耦合器基本原理
5.4.2 MMI耦合器的套用
5.5 定向耦合器
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 波分復用器
6.1 波分復用技術
6.2 波分復用器件
6.3 AWG
6.3.1 AWG原理和幾何設計
6.3.2 AWG的理論建模
6.4EDG
6.5 波分復用器件最佳化設計
6.5.1 帶通平坦設計
6.5.2 偏振不敏感設計
6.5.3 熱不敏感設計
6.5.4 低串擾設計
6.5.5 其他最佳化設計
6.6 波分復用器件的套用
6.6.1單纖三向器件
6.6.2 光碼分多址復用的編解碼器套用
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 微環諧振器及相關器件
7.1 概述
7.2 基本原理
7.2.1 基本結構
7.2.2 基本參量
7.2.3 基本功能
7.3 傳輸矩陣法
7.3.1 振幅耦合方程
7.3.2 單環濾波器
7.3.3 並聯雙環濾波器
7.3.4 串聯雙環濾波器
7.4 基於微環諧振器的集成光子器件
7.4.1 濾波器
7.4.2 波分復用器件
7.4.3 微環感測器
7.4.4 微環雷射器
7.4.5 微環光調製器
7.4.6 微環光開關
7.5 本章小結
參考文獻
第8章 基於表面電漿結構的納米光集成
8.1 引言
8.2 表面電漿的基本性質
8.2.1 金屬的色散模型
8.2.2 金屬/介質單界面上的表面電漿
8.2.3 多層結構中的表面電漿
8.3 表面電漿在亞波長光集成中的套用
8.3.1 金屬納米顆粒陣列波導
8.3.2 長程表面電漿器件
8.3.3 MIM波導及器件
8.4 本章討論與展望
參考文獻
第9章 光子晶體波導及器件
9.1 光子晶體簡介
9.1.1 光子晶體的概念
9.1.2 光子晶體的套用
9.2 光子晶體波導
9.2.1 二維平板光子晶體
9.2.2 光子晶體平板波導
9.2.3 基於光子晶體波導的基本單元
9.3 基於光子晶體波導的新型集成器件
9.3.1 光子晶體功分器
9.3.2 光子晶體波分復用器
9.3.3 光子晶體光開關
9.3.4 光子晶體慢波波導
9.3.5 光子晶體高Q值微腔
9.4 光子晶體波導的製作
9.5 本章小結與討論
參考文獻
第10章 矽光子學
10.1 概述
10.2半導體物理基礎
10.2.1 晶體
10.2.2 能帶及材料的分類
10.2.3 電子的躍遷和空穴
10.2.4 直接帶隙和間接帶隙半導體
10.2.5 矽材料的特性
10.3 矽基拉曼雷射器
10.3.1 拉曼散射和受激拉曼散射
10.3.2 雙光子吸收和自由載流子吸收
10.3.3 矽基拉曼雷射器
10.4 矽基電光調製器
10.4.1 自由載流子等離子色散效應
10.4.2 基於馬赫-曾德爾干涉儀結構的矽基電光調製器
10.4.3 基於微環諧振器結構的矽基電光調製器
10.5 矽基光電探測器
10.5.1 矽基鍺探測器
10.5.2 矽基離子注入探測器
10.5.3 波導和探測器的耦合
10.6 矽和Ⅲ-V族材料的混合集成
10.7 本章小結
參考文獻
