第1章 導(dǎo)論 1.1 歷史的回顧 1.2 光纖的基本特性 1.2.1 材料和制造 1.2.2 光纖損耗 1.2.3 色度色散 1.2.4 偏振模色散 1.3 光纖非線(xiàn)性 1.3.1 非線(xiàn)性折射 1.3.2 受激非彈性散射 1.3.3 非線(xiàn)性效應(yīng)的重要性 1.4 綜述 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第2章 脈沖在光纖中的傳輸 2.1 麥克斯韋方程組 2.2 光纖模式 2.2.1 本征值方程 2.2.2 單模條件 2.2.3 基模特性 2.3 脈沖傳輸方程 2.3.1 非線(xiàn)性脈沖傳輸 2.3.2 高階非線(xiàn)性效應(yīng) 2.3.3 喇曼響應(yīng)函數(shù)及其作用 2.3.4 延伸到多模光纖 2.4 數(shù)值方法 2.4.1 分步傅里葉法 2.4.2 有限差分法 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第3章 群速度色散 3.1 不同的傳輸區(qū)域 3.2 色散感應(yīng)的脈沖展寬 3.2.1 高斯脈沖 3.2.2 啁啾高斯脈沖 3.2.3 雙曲正割脈沖 3.2.4 超高斯脈沖 3.2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.3 三階色散 3.3.1 啁啾高斯脈沖的演化 3.3.2 展寬因子 3.3.3 任意形狀脈沖 3.3.4 超短脈沖測(cè)量 3.4 色散管理 3.4.1 群速度色散引起的限制 3.4.2 色散補(bǔ)償 3.4.3 三階色散補(bǔ)償 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第4章 自相位調(diào)制 4.1 自相位調(diào)制感應(yīng)頻譜變化 4.1.1 非線(xiàn)性相移 4.1.2 脈沖頻譜的變化 4.1.3 脈沖形狀和初始啁啾的影響 4.1.4 部分相干效應(yīng) 4.2 群速度色散的影響 4.2.1 脈沖演化 4.2.2 展寬因子 4.2.3 光波分裂 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 4.2.5 三階色散效應(yīng) 4.2.6 光纖放大器中的自相位調(diào)制效應(yīng) 4.3 半解析方法 4.3.1 矩方法 4.3.2 變分法 4.3.3 具體解析解 4.4 高階非線(xiàn)性效應(yīng) 4.4.1 自變陡效應(yīng) 4.4.2 群速度色散對(duì)光波沖擊的影響 4.4.3 脈沖內(nèi)喇曼散射 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第5章 光孤子 5.1 調(diào)制不穩(wěn)定性 5.1.1 線(xiàn)性穩(wěn)定性分析 5.1.2 增益譜 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 5.1.4 超短脈沖產(chǎn)生 5.1.5 調(diào)制不穩(wěn)定性對(duì)光波系統(tǒng)的影響 5.2 光孤子 5.2.1 逆散射法 5.2.2 基階孤子 5.2.3 二階和高階孤子 5.2.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 5.2.5 孤子穩(wěn)定性 5.3 其他類(lèi)型的孤子 5.3.1 暗孤子 5.3.2 雙穩(wěn)孤子 5.3.3 色散管理孤子 5.3.4 光相似子 5.4 孤子微擾 5.4.1 微擾法 5.4.2 光纖損耗 5.4.3 孤子放大 5.4.4 孤子互作用 5.5 高階效應(yīng) 5.5.1 脈沖參量的矩方程 5.5.2 三階色散 5.5.3 自變陡效應(yīng) 5.5.4 脈沖內(nèi)喇曼散射 5.5.5 飛秒脈沖的傳輸 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第6章 偏振效應(yīng) 6.1 非線(xiàn)性雙折射 6.1.1 非線(xiàn)性雙折射的起源 6.1.2 耦合模方程 6.1.3 橢圓雙折射光纖 6.2 非線(xiàn)性相移 6.2.1 無(wú)色散交叉相位調(diào)制 6.2.2 光克爾效應(yīng) 6.2.3 脈沖整形 6.3 偏振態(tài)的演化 6.3.1 解析解 6.3.2 邦加球表示法 6.3.3 偏振不穩(wěn)定性 6.3.4 偏振混沌 6.4 矢量調(diào)制不穩(wěn)定性 6.4.1 低雙折射光纖 6.4.2 高雙折射光纖 6.4.3 各向同性光纖 6.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 6.5 雙折射和孤子 6.5.1 低雙折射光纖 6.5.2 高雙折射光纖 6.5.3 孤子牽引邏輯門(mén) 6.5.4 矢量孤子 6.6 隨機(jī)雙折射 6.6.1 偏振模色散 6.6.2 非線(xiàn)性薛定諤方程的矢量形式 6.6.3 偏振模色散對(duì)孤子的影響 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第7章 交叉相位調(diào)制 7.1 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的非線(xiàn)性耦合 7.1.1 非線(xiàn)性折射率 7.1.2 耦合非線(xiàn)性薛定諤方程 7.2 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的調(diào)制不穩(wěn)定性 7.2.1 線(xiàn)性穩(wěn)定性分析 7.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 7.3 交叉相位調(diào)制配對(duì)孤子 7.3.1 亮-暗孤子對(duì) 7.3.2 亮-灰孤子對(duì) 7.3.3 周期解 7.3.4 多耦合非線(xiàn)性薛定諤方程 7.4 頻域和時(shí)域效應(yīng) 7.4.1 非對(duì)稱(chēng)頻譜展寬 7.4.2 非對(duì)稱(chēng)時(shí)域變化 7.4.3 高階非線(xiàn)性效應(yīng) 7.5 交叉相位調(diào)制的應(yīng)用 7.5.1 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的脈沖壓縮 7.5.2 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的光開(kāi)關(guān) 7.5.3 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的非互易性 7.6 偏振效應(yīng) 7.6.1 交叉相位調(diào)制的矢量理論 7.6.2 偏振演化 7.6.3 偏振相關(guān)頻譜展寬 7.6.4 脈沖捕獲和壓縮 7.6.5 交叉相位調(diào)制感應(yīng)光波分裂 7.7 雙折射光纖中的交叉相位調(diào)制效應(yīng) 7.7.1 低雙折射光纖 7.7.2 高雙折射光纖 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第8章 受激喇曼散射 8.1 基本概念 8.1.1 喇曼增益譜 8.1.2 喇曼閾值 8.1.3 耦合振幅方程 8.1.4 四波混頻效應(yīng) 8.2 準(zhǔn)連續(xù)受激喇曼散射 8.2.1 單通喇曼產(chǎn)生 8.2.2 光纖喇曼激光器 8.2.3 光纖喇曼放大器 8.2.4 喇曼串?dāng)_ 8.3 短泵浦脈沖的受激喇曼散射 8.3.1 脈沖傳輸方程 8.3.2 無(wú)色散情形 8.3.3 群速度色散效應(yīng) 8.3.4 喇曼感應(yīng)折射率變化 8.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 8.3.6 同步泵浦光纖喇曼激光器 8.3.7 短脈沖喇曼放大 8.4 孤子效應(yīng) 8.4.1 喇曼孤子 8.4.2 光纖喇曼孤子激光器 8.4.3 孤子效應(yīng)脈沖壓縮 8.5 偏振效應(yīng) 8.5.1 喇曼放大的矢量理論 8.5.2 偏振模色散效應(yīng)對(duì)喇曼放大的影響 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第9章 受激布里淵散射 9.1 基本概念 9.1.1 受激布里淵散射的物理過(guò)程 9.1.2 布里淵增益譜 9.2 準(zhǔn)連續(xù)受激布里淵散射 9.2.1 布里淵閾值 9.2.2 偏振效應(yīng) 9.2.3 控制受激布里淵散射閾值的方法 9.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 9.3 光纖布里淵放大器 9.3.1 增益飽和 9.3.2 放大器設(shè)計(jì)和應(yīng)用 9.4 受激布里淵散射動(dòng)力學(xué) 9.4.1 耦合振幅方程 9.4.2 利用Q開(kāi)關(guān)脈沖的受激布里淵散射 9.4.3 受激布里淵散射感應(yīng)的折射率變化 9.4.4 弛豫振蕩 9.4.5 調(diào)制不穩(wěn)定性和混沌 9.5 光纖布里淵激光器 9.5.1 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)方式 9.5.2 脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)方式 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第10章 四波混頻 10.1 四波混頻的起源 10.2 四波混頻理論 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 相位匹配效應(yīng) 10.2.4 超快四波混頻過(guò)程 10.3 相位匹配技術(shù) 10.3.1 物理機(jī)制 10.3.2 多模光纖中的相位匹配 10.3.3 單模光纖中的相位匹配 10.3.4 雙折射光纖中的相位匹配 10.4 參量放大 10.4.1 早期工作的回顧 10.4.2 光纖參量放大器的增益譜和帶寬 10.4.3 單泵浦結(jié)構(gòu) 10.4.4 雙泵浦結(jié)構(gòu) 10.4.5 泵浦消耗效應(yīng) 10.5 偏振效應(yīng) 10.5.1 四波混頻的矢量理論 10.5.2 參量增益的偏振相關(guān)性 10.5.3 線(xiàn)偏振和圓偏振泵浦 10.5.4 殘余光纖雙折射效應(yīng) 10.6 四波混頻的應(yīng)用 10.6.1 參量振蕩器 10.6.2 超快信號(hào)處理 10.6.3 量子關(guān)聯(lián)和噪聲壓縮 10.6.4 相敏放大 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第11章 高非線(xiàn)性光纖 11.1 非線(xiàn)性參量 11.1.1 n2的單位和數(shù)值 11.1.2 自相位調(diào)制法 11.1.3 交叉相位調(diào)制法 11.1.4 四波混頻法 11.1.5 n2值的變化 11.2 石英包層光纖 11.3 空氣包層錐形光纖 11.4 微結(jié)構(gòu)光纖 11.4.1 設(shè)計(jì)和制造 11.4.2 模式和色散特性 11.4.3 空芯光子晶體光纖 11.4.4 布拉格光纖 11.5 非石英光纖 11.5.1 硅酸鉛光纖 11.5.2 硫化物光纖 11.5.3 氧化鉍光纖 11.6 脈沖在細(xì)芯光纖中的傳輸 11.6.1 矢量理論 11.6.2 頻率相關(guān)的模式分布 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第12章 新型非線(xiàn)性現(xiàn)象 12.1 孤子分裂和色散波 12.1.1 二階和高階孤子的分裂 12.1.2 色散波產(chǎn)生 12.2 脈沖內(nèi)喇曼散射 12.2.1 通過(guò)孤子分裂增強(qiáng)的喇曼感應(yīng)頻移 12.2.2 互相關(guān)技術(shù) 12.2.3 通過(guò)喇曼感應(yīng)頻移調(diào)諧波長(zhǎng) 12.2.4 雙折射效應(yīng) 12.2.5 喇曼感應(yīng)頻移的抑制 12.2.6 零色散波長(zhǎng)附近的孤子動(dòng)力學(xué) 12.2.7 多峰喇曼孤子 12.3 四波混頻 12.3.1 四階色散的作用 12.3.2 光纖雙折射的作用 12.3.3 參量放大器和波長(zhǎng)變換器 12.3.4 可調(diào)諧光纖參量振蕩器 12.4 二次諧波產(chǎn)生 12.4.1 物理機(jī)制 12.4.2 熱極化和準(zhǔn)相位匹配 12.4.3 二次諧波產(chǎn)生理論 12.5 三次諧波產(chǎn)生 12.5.1 高非線(xiàn)性光纖中的三次諧波產(chǎn)生 12.5.2 群速度失配效應(yīng) 12.5.3 光纖雙折射效應(yīng) 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 第13章 超連續(xù)譜產(chǎn)生 13.1 皮秒脈沖泵浦 13.1.1 非線(xiàn)性機(jī)制 13.1.2 2000年后的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展 13.2 飛秒脈沖泵浦 13.2.1 微結(jié)構(gòu)石英光纖 13.2.2 微結(jié)構(gòu)非石英光纖 13.3 時(shí)域和頻域演化 13.3.1 超連續(xù)譜的數(shù)值模擬 13.3.2 交叉相位調(diào)制的作用 13.3.3 交叉相位調(diào)制感應(yīng)的捕獲 13.3.4 四波混頻的作用 13.4 連續(xù)（CW）或準(zhǔn)連續(xù)（quasi-CW）光泵浦 13.4.1 非線(xiàn)性機(jī)制 13.4.2 實(shí)驗(yàn)進(jìn)展 13.5 偏振效應(yīng) 13.5.1 雙折射微結(jié)構(gòu)光纖 13.5.2 近各向同性光纖 13.5.3 各向同性光纖中的非線(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn) 13.6 超連續(xù)譜的相干性 13.6.1 頻域相干度 13.6.2 改善相干性的技術(shù) 13.6.3 頻譜非相干孤子 13.7 光學(xué)怪波 13.7.1 脈沖間起伏的L形統(tǒng)計(jì) 13.7.2 控制怪波統(tǒng)計(jì)的技術(shù) 13.7.3 再論調(diào)制不穩(wěn)定性 習(xí)題 參考文獻(xiàn) 附錄A 單位制 附錄B 非線(xiàn)性薛定諤方程的源代碼 附錄C 縮略語(yǔ) 中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照表