非线性光纤光学（第五版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Govind P. Agrawal（G. P. 阿戈沃） 著，贾东方 等 译

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• 非线性光学
• 光纤光学
• 光纤通信
• 非线性效应
• 光子学
• 光学物理
• 激光
• 光波导
• 光纤器件
• 光学工程

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121224362

版次：01

商品编码：11428259

包装：平装

丛书名： 经典译丛?光学与光电子学

开本：16开

出版时间：2014-03-01

用纸：胶版纸

页数：464

正文语种：中文

内容简介

光纤是20世纪的重大发明之一，其导光性能臻于完美，很难想象还会有更好的替代者。本书是光学、光子学和光纤通信领域的重要译著，主要内容包括脉冲在光纤中的传输、群速度色散、自相位调制、光孤子、偏振效应、交叉相位调制、受激喇曼散射、受激布里渊散射、四波混频、高非线性光纤、新型非线性现象、超连续谱产生等内容，科学归纳为非线性光纤光学，侧重于基本概念和原理，也涉及了一些应用。

作者简介

美国罗切斯特大学光学和物理学教授，曾在法国巴黎综合理工学院，纽约城市大学和AT＆T贝尔实验室任职。Agrawal是美国光学学会（OSA）和电气电子工程师协会（IEEE）会士，1993年～1998年任JOSA B的副编辑，2001年～2004年任Optics Express的副编辑，目前是OSA期刊Advances in Optics and Photonics编辑委员会的成员。2009年和2010年期间，Agrawal教授任OSA出版委员会主席，而且是OSA的董事会成员。2012年，Agrawal被IEEE 光子学学会授予量子电子学奖，以表彰他通过创造性的研究和享有盛誉的原创著作对光纤通信技术作出的突出贡献。

目录

第1章 导论
1．1 历史的回顾
1．2 光纤的基本特性
1．2．1 材料和制造
1．2．2 光纤损耗
1．2．3 色度色散
1．2．4 偏振模色散
1．3 光纤非线性
1．3．1 非线性折射
1．3．2 受激非弹性散射
1．3．3 非线性效应的重要性
1．4 综述
习题
参考文献
第2章 脉冲在光纤中的传输
2．1 麦克斯韦方程组
2．2 光纤模式
2．2．1 本征值方程
2．2．2 单模条件
2．2．3 基模特性
2．3 脉冲传输方程
2．3．1 非线性脉冲传输
2．3．2 高阶非线性效应
2．3．3 喇曼响应函数及其作用
2．3．4 延伸到多模光纤
2．4 数值方法
2．4．1 分步傅里叶法
2．4．2 有限差分法
习题
参考文献
第3章 群速度色散
3．1 不同的传输区
3．2 色散感应的脉冲展宽
3．2．1 高斯脉冲
3．2．2 啁啾高斯脉冲
3．2．3 双曲正割脉冲
3．2．4 超高斯脉冲
3．2．5 实验结果
3．3 三阶色散
3．3．1 啁啾高斯脉冲的演化
3．3．2 展宽因子
3．3．3 任意形状脉冲
3．3．4 超短脉冲测量
3．4 色散管理
3．4．1 群速度色散引起的限制
3．4．2 色散补偿
3．4．3 三阶色散补偿
习题
参考文献
第4章 自相位调制
4．1 自相位调制感应频谱变化
4．1．1 非线性相移
4．1．2 脉冲频谱的变化
4．1．3 脉冲形状和初始啁啾的影响
4．1．4 部分相干效应
4．2 群速度色散的影响
4．2．1 脉冲演化
4．2．2 展宽因子
4．2．3 光波分裂
4．2．4 实验结果
4．2．5 三阶色散效应
4．2．6 光纤放大器中的自相位调制效应
4．3 半解析方法
4．3．1 矩方法
4．3．2 变分法
4．3．3 具体解析解
4．4 高阶非线性效应
4．4．1 自变陡效应
4．4．2 群速度色散对光波冲击的影响
4．4．3 脉冲内喇曼散射
习题
参考文献
第5章 光孤子
5．1 调制不稳定性
5．1．1 线性稳定性分析
5．1．2 增益谱
5．1．3 实验结果
5．1．4 超短脉冲产生
5．1．5 调制不稳定性对光波系统的影响
5．2 光孤子
5．2．1 逆散射法
5．2．2 基阶孤子
5．2．3 二阶和高阶孤子
5．2．4 实验验证
5．2．5 孤子稳定性
5．3 其他类型的孤子
5．3．1 暗孤子
5．3．2 双稳孤子
5．3．3 色散管理孤子
5．3．4 光相似子
5．4 孤子微扰
5．4．1 微扰法
5．4．2 光纤损耗
5．4．3 孤子放大
5．4．4 孤子互作用
5．5 高阶效应
5．5．1 脉冲参量的矩方程
5．5．2 三阶色散
5．5．3 自变陡效应
5．5．4 脉冲内喇曼散射
5．5．5 飞秒脉冲的传输
习题
参考文献
第6章 偏振效应
6．1 非线性双折射
6．1．1 非线性双折射的起源
6．1．2 耦合模方程
6．1．3 椭圆双折射光纤
6．2 非线性相移
6．2．1 无色散交叉相位调制
6．2．2 光克尔效应
6．2．3 脉冲整形
6．3 偏振态的演化
6．3．1 解析解
6．3．2 邦加球表示法
6．3．3 偏振不稳定性
6．3．4 偏振混沌
6．4 矢量调制不稳定性
6．4．1 低双折射光纤
6．4．2 高双折射光纤
6．4．3 各向同性光纤
6．4．4 实验结果
6．5 双折射和孤子
6．5．1 低双折射光纤
6．5．2 高双折射光纤
6．5．3 孤子牵引逻辑门
6．5．4 矢量孤子
6．6 随机双折射
6．6．1 偏振模色散
6．6．2 非线性薛定谔方程的矢量形式
6．6．3 偏振模色散对孤子的影响
习题
参考文献
第7章 交叉相位调制
7．1 交叉相位调制感应的非线性耦合
7．1．1 非线性折射率
7．1．2 耦合非线性薛定谔方程
7．2 交叉相位调制感应的调制不稳定性
7．2．1 线性稳定性分析
7．2．2 实验结果
7．3 交叉相位调制配对孤子
7．3．1 亮-暗孤子对
7．3．2 亮-灰孤子对
7．3．3 周期解
7．3．4 多耦合非线性薛定谔方程
7．4 频域和时域效应
7．4．1 非对称频谱展宽
7．4．2 非对称时域变化
7．4．3 高阶非线性效应
7．5 交叉相位调制的应用
7．5．1 交叉相位调制感应的脉冲压缩
7．5．2 交叉相位调制感应的光开关
7．5．3 交叉相位调制感应的非互易性
7．6 偏振效应
7．6．1 交叉相位调制的矢量理论
7．6．2 偏振演化
7．6．3 偏振相关频谱展宽
7．6．4 脉冲捕获和压缩
7．6．5 交叉相位调制感应光波分裂
7．7 双折射光纤中的交叉相位调制效应
7．7．1 低双折射光纤
7．7．2 高双折射光纤
习题
参考文献
第8章 受激喇曼散射
8．1 基本概念
8．1．1 喇曼增益谱
8．1．2 喇曼阈值
8．1．3 耦合振幅方程
8．1．4 四波混频效应
8．2 准连续受激喇曼散射
8．2．1 单通喇曼产生
8．2．2 光纤喇曼激光器
8．2．3 光纤喇曼放大器
8．2．4 喇曼串扰
8．3 短泵浦脉冲的受激喇曼散射
8．3．1 脉冲传输方程
8．3．2 无色散情形
8．3．3 群速度色散效应
8．3．4 喇曼感应折射率变化
8．3．5 实验结果
8．3．6 同步泵浦光纤喇曼激光器
8．3．7 短脉冲喇曼放大
8．4 孤子效应
8．4．1 喇曼孤子
8．4．2 光纤喇曼孤子激光器
8．4．3 孤子效应脉冲压缩
8．5 偏振效应
8．5．1 喇曼放大的矢量理论
8．5．2 偏振模色散效应对喇曼放大的影响
习题
参考文献
第9章 受激布里渊散射
9．1 基本概念
9．1．1 受激布里渊散射的物理过程
9．1．2 布里渊增益谱
9．2 准连续受激布里渊散射
9．2．1 布里渊阈值
9．2．2 偏振效应
9．2．3 控制受激布里渊散射阈值的方法
9．2．4 实验结果
9．3 光纤布里渊放大器
9．3．1 增益饱和
9．3．2 放大器设计和应用
9．4 受激布里渊散射动力学
9．4．1 耦合振幅方程
9．4．2 利用Q开关脉冲的受激布里渊散射
9．4．3 受激布里渊散射感应的折射率变化
9．4．4 弛豫振荡
9．4．5 调制不稳定性和混沌
9．5 光纤布里渊激光器
9．5．1 连续运转方式
9．5．2 脉冲运转方式
习题
参考文献
第10章 四波混频
10．1 四波混频的起源
10．2 四波混频理论
10．2．1 耦合振幅方程
10．2．2 耦合振幅方程的近似解
10．2．3 相位匹配效应
10．2．4 超快四波混频过程
10．3 相位匹配技术
10．3．1 物理机制
10．3．2 多模光纤中的相位匹配
10．3．3 单模光纤中的相位匹配
10．3．4 双折射光纤中的相位匹配
10．4 参量放大
10．4．1 早期工作的回顾
10．4．2 光纤参量放大器的增益谱和带宽
10．4．3 单泵浦结构
10．4．4 双泵浦结构
10．4．5 泵浦消耗效应
10．5 偏振效应
10．5．1 四波混频的矢量理论
10．5．2 参量增益的偏振相关性
10．5．3 线偏振和圆偏振泵浦
10．5．4 残余光纤双折射效应
10．6 四波混频的应用
10．6．1 参量振荡器
10．6．2 超快信号处理
10．6．3 量子关联和噪声压缩
10．6．4 相敏放大
习题
参考文献
第11章 高非线性光纤
11．1 非线性参量
11．1．1 n2的单位和数值
11．1．2 自相位调制法
11．1．3 交叉相位调制法
11．1．4 四波混频法
11．1．5 n2值的变化
11．2 石英包层光纤
11．3 空气包层锥形光纤
11．4 微结构光纤
11．4．1 设计和制造
11．4．2 模式和色散特性
11．4．3 空芯光子晶体光纤
11．4．4 布拉格光纤
11．5 非石英光纤
11．5．1 硅酸铅光纤
11．5．2 硫化物光纤
11．5．3 氧化铋光纤
11．6 脉冲在细芯光纤中的传输
11．6．1 矢量理论
11．6．2 频率相关的模式分布
习题
参考文献
第12章 新型非线性现象
12．1 孤子分裂和色散波
12．1．1 二阶和高阶孤子的分裂
12．1．2 色散波产生
12．2 脉冲内喇曼散射
12．2．1 通过孤子分裂增强的喇曼感应频移
12．2．2 互相关技术
12．2．3 通过喇曼感应频移调谐波长
12．2．4 双折射效应
12．2．5 喇曼感应频移的抑制
12．2．6 零色散波长附近的孤子动力学
12．2．7 多峰喇曼孤子
12．3 四波混频
12．3．1 四阶色散的作用
12．3．2 光纤双折射的作用
12．3．3 参量放大器和波长变换器
12．3．4 可调谐光纤参量振荡器
12．4 二次谐波产生
12．4．1 物理机制
12．4．2 热极化和准相位匹配
12．4．3 二次谐波产生理论
12．5 三次谐波产生
12．5．1 高非线性光纤中的三次谐波产生
12．5．2 群速度失配效应
12．5．3 光纤双折射效应
习题
参考文献
第13章 超连续谱产生
13．1 皮秒脉冲泵浦
13．1．1 非线性机制
13．1．2 2000年后的实验进展
13．2 飞秒脉冲泵浦
13．2．1 微结构石英光纤
13．2．2 微结构非石英光纤
13．3 时域和频域演化
13．3．1 超连续谱的数值模拟
13．3．2 交叉相位调制的作用
13．3．3 交叉相位调制感应的捕获
13．3．4 四波混频的作用
13．4 连续（CW）或准连续（quasi-CW）光泵浦
13．4．1 非线性机制
13．4．2 实验进展
13．5 偏振效应
13．5．1 双折射微结构光纤
13．5．2 近各向同性光纤
13．5．3 各向同性光纤中的非线性偏振旋转
13．6 超连续谱的相干性
13．6．1 频域相干度
13．6．2 改善相干性的技术
13．6．3 频谱非相干孤子
13．7 光畸形波
13．7．1 脉冲间起伏的L形统计
13．7．2 控制畸形波统计的技术
13．7．3 再论调制不稳定性
习题
参考文献
附录A 单位制
附录B 非线性薛定谔方程的源代码
附录C 缩写词
中英文术语对照表

前言/序言

《非线性光学导论：从基础理论到现代应用》 图书简介 本书旨在为物理学、电子工程、材料科学等领域的学生、研究人员和专业工程师提供一个全面而深入的非线性光学领域导论。内容涵盖了非线性光学现象的基础理论、描述性的数学模型、关键的实验技术，以及在现代科技中日益重要的实际应用。本书着重于建立清晰的物理图像，辅以严谨的数学推导，确保读者能够扎实地掌握这门复杂而迷人的学科。 第一部分：非线性光学基础理论 本部分系统地介绍了描述物质与强光相互作用的理论框架。我们从经典的电磁场理论出发，引入了描述介质极化率的宏观唯象理论，特别是麦克斯韦方程组在介质中的非线性扩展。 核心内容聚焦于介质的非线性响应函数，即高阶极化率张量 $chi^{(n)}$。我们将详细解析二阶非线性极化 $mathbf{P}^{(2)}$ 和三阶非线性极化 $mathbf{P}^{(3)}$ 的物理起源。对于二阶非线性，我们将深入探讨没有反演对称性的晶体结构要求，并详细分析 $chi^{(2)}$ 的各项张量分量在不同晶系中的简化形式。对于三阶非线性，我们解释了克尔效应（Kerr effect）的微观机制，这对于理解自聚焦、自相位调制和四波混频至关重要。 我们投入大量篇幅讲解非线性光学过程的能带理论描述，特别是通过高阶微扰理论推导出的具体表达式，帮助读者理解这些宏观现象与量子力学之间的内在联系。此外，本书还涵盖了有效介质理论（EMT）在描述复合材料中非线性响应方面的应用。 第二部分：关键的二阶非线性过程 本部分聚焦于那些需要材料具备特定晶格对称性才能发生的二阶过程。 频率转换是核心主题。我们首先详尽阐述二次谐波产生（SHG）的理论，包括相位匹配的必要性、不同相位匹配方案（如双折射相位匹配、准相位匹配 QPM）的原理、优缺点及其实现技术。随后，深入讨论和频产生（SFG）和差频产生（DFG），这些是实现从紫外到中红外波段灵活光源的关键技术。 另一个重要章节是关于参量过程：参量放大（OPA）和参量振荡器（OPO）。我们将详细分析泵浦光、信号光和闲频光之间的耦合方程组，求解其动态演化，并讨论实现高效率转换所需的泵浦光特性和晶体设计原则。特别地，我们将对比传统腔式OPO和更先进的增益导向型OPO（GROPO）的性能。 第三部分：三阶非线性与光纤中的效应 这一部分将焦点转向三阶非线性效应，这些效应在没有中心对称性的介质中（如玻璃、空气和光纤）普遍存在。 光纤中的非线性是本章的重中之重。我们引入非线性薛定谔方程（NLSE），这是描述光在光纤中传播的基石方程。我们将详尽推导 NLSE，明确包含克尔非线性项（自相位调制 SPM）和色散项。对 NLSE 进行分析，解释自聚焦如何导致光强在时间和空间上的限制效应。 我们随后探讨 NLSE 的重要解：孤子（Solitons）。详细介绍第一类和第二类孤子，解释它们如何克服色散效应保持波包形状。针对孤子，我们将深入分析受激拉曼散射（SRS）和受激汤姆孙散射（STRS）对孤子传输的限制与利用。 此外，本书还覆盖了其他重要的三阶过程：四波混频（FWM）在光纤通信中的串扰问题，以及自发拉曼散射（SFS）作为光纤放大器增益机制的原理。 第四部分：高级非线性现象与应用 本部分探讨了超越传统理论模型的复杂非线性现象及其在尖端技术中的应用。 超快光学领域是核心应用方向。我们将探讨超连续谱（Supercontinuum Generation, SCG）的物理机制，重点分析在具有零色散波长附近工作的微结构光纤（如 PCF）中，孤子衰减和拉曼频移如何协同作用产生极宽光谱。 我们详细介绍了高次谐波产生（HHG），这是一种将红外光转换到极紫外和软X射线波段的强大工具。理论上，我们将阐述“阶梯模型”（Plateau Model）和“重新散焦模型”（Re-focusing Model），并讨论如何通过控制驱动激光场的波形来调控高次谐波的相干性与能量。 在实验技术方面，本书提供了关于倍频晶体选择、相位匹配优化、锁模激光器原理（特别是克尔型和SESAM锁模）以及泵浦源特性要求的实用指导。 总结 本书力求在理论深度与应用广度之间取得平衡。通过对非线性光学现象背后的基本物理原理的透彻解析，读者将能够有效地设计、分析和优化涉及强光与物质相互作用的现代光学系统，为从事光子学、激光技术和量子光学研究奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的写作风格非常有条理，读起来一点也不费力。作者在组织内容上花了很多心思，每个章节都紧密相连，逻辑清晰。它从最基础的非线性方程组开始，逐步引入各种复杂的非线性现象，并且在每个章节的结尾都会有小结，帮助读者回顾和巩固所学内容。我喜欢它那种循序渐进的讲解方式，不会让人一下子 overwhelmed。而且，它在讲解一些计算或者模拟方面的内容时，也会给出一些指导性的建议，虽然没有直接给出代码，但足够让我自己去尝试实现。这本书就像一个经验丰富的导师，在你学习的道路上，一步一步地引导你前进，时不时地还会给你一些“贴士”，让你少走弯路。对于希望系统性学习非线性光纤光学的人来说，这本书绝对是不可多得的好教材。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷是想了解一些关于光纤激光器和光放大器的基本原理，没想到它里面关于非线性效应的讲解如此深入。书中对于各种非线性效应的物理机制的描述非常到位，而且它还会从能量守恒和动量守恒的角度来解释这些现象，这让我对光的相互作用有了更深刻的理解。我尤其喜欢书中对于多光子吸收和自聚焦效应的讲解，这些现象在激光加工和光学成像等领域有着重要的应用。虽然这本书的篇幅不小，但它在内容的取舍上做得很好，不会让读者感到冗余。它更像是一本“百科全书”式的参考书，能够解答我在学习过程中遇到的各种疑问。对于想要深入了解光纤中各种奇妙的非线性现象的读者来说，这本书绝对值得拥有。

评分☆☆☆☆☆

这本书的讲解方式真的太细腻了，我一个初学者，之前对非线性光纤光学这个领域完全是摸不着头脑，感觉它就像一个巨大的迷宫。但读了这本书后，那些复杂的概念，比如克尔效应、受激拉曼散射、受激布里渊散射等等，都被拆解得非常清晰。作者不是直接抛出公式，而是从基础的光学原理入手，一步步地引导读者理解非线性效应是如何在光纤中产生的。我特别喜欢它在解释一些关键现象时，会穿插一些非常形象的比喻，比如把光纤比作一个“响应式”的传输介质，当光强发生变化时，它的折射率也会随之变化，就像一个人听到大声的音乐会做出更强的反应一样。而且，书中对数学推导的步骤也讲解得非常详尽，即使我不是数学系的学生，也能大致跟上思路。偶尔遇到不理解的地方，书中的图解也给了我很大的帮助，那些示意图画得很到位，能够直观地展示出光波在非线性介质中的行为。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和前沿性是我之前没有想到的。它不仅仅是一本介绍基础概念的书，更深入地探讨了一些当前非线性光纤光学研究领域的热点问题，比如超快光脉冲的产生和控制、非线性光学器件的设计等等。我特别对书中关于受激布里渊散射抑制的章节印象深刻，其中介绍的分布式布里渊散射传感技术，让我看到了非线性光学在精密测量领域的巨大潜力。书中引用的参考文献也非常广泛，能够帮助我进一步深入研究感兴趣的课题。对于那些已经有一定基础，希望在非线性光纤光学领域进行深入研究的学者或工程师来说，这本书无疑是一个宝贵的参考资源。它能够帮助我了解最新的研究进展，并启发我思考新的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度和广度都让我印象深刻，它不仅仅是停留在理论的层面，更深入地探讨了非线性效应在实际光纤通信系统中的应用。我尤其对其中关于光孤子传输的章节感到兴奋，这部分内容真是让我大开眼界，原来通过巧妙地利用非线性效应，可以克服色散带来的限制，实现超长距离、高比特率的光信号传输。书中详细介绍了不同类型的孤子，以及它们是如何形成的，并且还讨论了孤子之间相互作用的复杂性。此外，书中对于受激散射效应的讲解也相当到位，它不仅解释了这些现象的物理机制，还探讨了它们对光信号质量的影响，以及如何通过一些工程手段来抑制或利用它们。总的来说，这本书为我提供了一个非常全面的视角，让我能够从更宏观和实际的角度去理解非线性光纤光学。

评分☆☆☆☆☆

。

评分☆☆☆☆☆

非线性光纤光学（第五版）

评分☆☆☆☆☆

不错的参考书。理论推导非常详细。

评分☆☆☆☆☆

很不错，就是挺难的。加油看吧。

评分☆☆☆☆☆

印刷质量良好，内容经典

评分☆☆☆☆☆

订单金额跟发票金额对不上，导致我无法报销，全部给最低分

评分☆☆☆☆☆

挺好的一本书经典

评分☆☆☆☆☆

详细。

评分☆☆☆☆☆

好?