Fizyka Techniczna : Oficyna Wydawnicza Politechniki
Podstawy inżynierii fotonicznej
wydawnictwo: Oficyna Wydawnicza Politechniki W-wa
autor: R. Jóźwicki
ISBN: 8372076359
wydanie: 2006
str. 234,
Fotonika jest młodą dziedziną techniki zajmującą się problemami rejestracji, przesyłania i przetwarzania informacji za pomocą fotonów. Im krótsza długość fali, tym gęstsze upakowanie informacji na nośniku i z tego powodu współczesne zainteresowanie pasmem optycznym. W podręczniku, poza historycznym uzasadnieniem tego faktu, przedstawiono podstawowe zjawiska optyczne. W szczególności skupiono się na propagacji fali w wolnej przestrzeni, falowodach i światłowodach, przekształcaniu wiązki laserowej przez układy optyczne i propagacji impulsu w ośrodku dyspersyjnym. Ponadto przedstawiono elementy optyki nieliniowej i akustooptyki. Na zakończenie opisano wybrane elementy układów fotonicznych.
Przedmowa
Wykaz ważniejszych oznaczeń
Rozdział 1 FOTONIKA, OPTYKA A ELEKTRONIKA
1.1.Wstęp
1.2.Trochę historii
1.3.Przedmiot badań optyki, elektroniki i fotoniki
1.4.Problem nośnika informacji
1.5.Fundamentalny niezmiennik ruchu falowego
1.6.Korzyści i ograniczenia (współczesne) związane z pracą w paśmie optycznym
1.7.Współczesne problemy techniki informatycznej
1.8.Prognozy
Bibliografia
Rozdział 2 ELEMENTY OPTYKI GEOMETRYCZNEJ
2.1.Aksjomaty optyki geometrycznej
2.2.Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia
2.3.Względny współczynnik załamania
2.4.Bezwzględny współczynnik załamania powietrza
2.5.Właściwości absorpcyjne i dyspersyjne materiałów
2.6.Geometryczne odwzorowanie przez układ optyczny
2.7.Przestrzeń przyosiowa układu
2.8.Różne elementy układu optycznego
2.9.Równanie promienia w ośrodku gradientowym w przestrzeni przyosiowej
2.10.Ograniczenia i zalety optyki geometrycznej
Bibliografia
Rozdział 3 ŚWIATŁO JAKO RUCH FALOWY
3.1.Fala płaska i sferyczna
3.2.Hipoteza Huygensa
3.3.Zasada Huygensa-Fresnela
3.4.Zalety i ograniczenia optyki falowej
Bibliografia
Rozdział 4 ELEMENTY ELEKTRODYNAMIKI
4.1.Rozwiązanie równań Maxwella w wolnej przestrzeni
4.2.Fala elektromagnetyczna w materialnym ośrodku
4.3.Równanie Helmholtza
4.4.Propagacja fal kołowosymetrycznych w przestrzeni przyosiowej
4.5.Zalety i ograniczenia elektrodynamiki
Bibliografia
Rozdział 5 ELEMENTY OPTYKI FOTONÓW
5.1.Promieniowanie termiczne ciała doskonale czarnego
5.2.Termiczne promieniowanie dowolnego ciała
5.3.Widmo promieniowania atomu
5.4.Elementy optyki fotonów
5.5.Związki między podstawowymi dziedzinami fotoniki
Bibliografia
Rozdział 6 PROPAGACJA FALI MONOCHROMATYCZNEJ W WOLNEJ PRZESTRZENI
6.1.Monochromatyczna fala płaska
6.2.Rozkład fali monochromatycznej na fale płaskie
6.3.Propagacja obciętej fali płaskiej
6.4.Wpływ ograniczonego wymiaru siatki dyfrakcyjnej na widmo fal płaskich
6.5.Funkcja przenoszenia wolnej przestrzeni
6.6.Przypadek dwuwymiarowy
6.7.Wyznaczenie zmian propagującej się fali w wolnej przestrzeni
Bibliografia
Rozdział 7 PROPAGACJA IMPULSU W OŚRODKU DYSPERSYJNYM
7.1.Prędkość grupowa a prędkość fazowa
7.2.Propagacja impulsu gaussowskiego
7.3.Współczynnik prędkości grupowej
Bibliografia
Rozdział 8 INTERFERENCJA PROMIENIOWANIA
8.1.Interferencja promieniowania o tej samej częstotliwości, generowanego przez dwa punktowe źródła
8.2.Interferencja promieniowania generowanego przez dwa atomy
8.3.Interferencja promieniowania generowanego przez jeden atom
8.4.Wpływ stopnia monochromatyczności promieniowania na zjawisko interferencji
8.5.Interferometry
Bibliografia
Rozdział 9 ZJAWISKA POLARYZACJI ŚWIATŁA
9.1.Wstęp
9.2.Złożenie (interferencja) dwóch fal monochromatycznych spolaryzowanych liniowo pod kątem prostym
9.3.Macierzowy opis stanu polaryzacji promieniowania koherentnego, wektory i macierze Jonesa
9.4.Transmisja i odbicie fali na granicy dwóch ośrodków, wzory Fresnela
9.5.Propagacja fali płaskiej w jednoosiowym ośrodku anizotropowym
Bibliografia
Rozdział 10 DYFRAKCJA W PRZESTRZENI PRZYOSIOWEJ
10.1.Rozważania wstępne
10.2.Odpowiedź impulsowa
10.3.Propagacja pola w przestrzeni przyosiowej. Relacja splotowa
10.4.Przykład propagacji fali z dwiema wzajemnie prostopadłymi osiami symetrii
10.5.Propagacja pola w przestrzeni przyosiowej. Ujęcie transformacyjne
10.6.Niezmiennik dyfrakcyjny
10.7.Odwzorowanie przez układ optyczny
10.8.Holografia
Bibliografia
Rozdział 11 GENERACJA PROMIENIOWANIA PRZEZ LASER
11.1.Wzmocnienie promieniowania
11.2.Zasada pracy lasera
11.3.Właściwości wiązki laserowej
11.4.Przekształcanie wiązki gaussowskiej przez układ optyczny
11.5.Techniki generacji impulsów
11.6.Lasery stosowane w fotonice
Bibliografia
Rozdział 12 ELEMENTY OPTYKI NIELINIOWEJ
12.1.Nieliniowość drugiego rzędu
12.2.Nieliniowość trzeciego rzędu
12.3.Solitony
Bibliografia
Rozdział 13 AKUSTOOPTYKA
13.1.Wstęp
13.2.Dyfrakcja Ramana-Natha
13.3.Dyfrakcja Bragga
Bibliografia
Rozdział 14 FALOWODY I ŚWIATŁOWODY
14.1.Wstęp
14.2.Propagacja modów w dielektrycznym falowodzie planarnym
14.3.Sprzęganie między falowodami
14.4.Propagacja modów w światłowodach
14.5.Elementy toru światłowodowego
Bibliografia
Rozdział 15 ELEMENTY UKŁADÓW FOTONICZNYCH
15.1.Optyczna aktywność
15.2.Magnetooptyka, modulator Faradaya
15.3.Elektrooptyka, modulator Pockelsa
15.4.Ciekłe kryształy
15.5.Skaner akustooptyczny
15.6.Optyczne elementy bistabilne
Bibliografia