职称：教授
单位：大连理工大学
部门：物理学院
光波导理论基础
主讲教师：李淑凤
教师团队：共2位
- 李淑凤
- 胡晶晶
| 学校： | 大连理工大学 |
| 开课院系： | 物理学院 |
| 开课专业： | 光学 光学工程 |
| 课程英文名称： | Fundamentals of Optical Waveguides |
| 课程编号： | 2110030243 |
| 学分： | 2 |
| 课时： | 32 |
课程介绍
本课程以经典电磁场理论为基础，结合几何光学和波动光学，系统阐述了介质光波导的分析方法和光传输特性。波导涉及阶跃式折射率分布和渐变式折射率分布的二维薄膜波导、三维条形波导及光纤，同时对光子晶体波导也做了介绍。主要内容涵盖了各种波导的解析与数值分析方法、模式分类与特征、模式场的分布与传输特性等，及应用于集成波导器件中的模耦合理论。最后介绍几种无源和有源光波导器件的工作原理及特性以及光波导的制备和表征技术。
教师团队
课程章节
1
教学目标
通过该课程的学习，为今后在从事光通信、光电子技术的研究中，理解新概念、掌握新方法、发现新现象和创造新技术打下必要的理论基础。
通过本课程的学习，使学生掌握分析和解决光波导问题的基本理论和方法，也为学生的后续专业课程打下基础。
先修课程
光学
电动力学
数学物理方法
参考教材
使用教材
李淑凤，李成仁，《光波导理论基础》（第2版），电子工业出版社，2018
参考文献
[1] 叶培大，吴彝尊，《波导技术基本理论》，人民邮电出版社，1981
[2] 范崇澄,彭吉虎，《导波光学》，北京理工大学出版社，1988
[3] 秦秉坤、孙雨南，《介质光波导及其应用》，北京理工大学出版社，1991
[4] 陈根祥，《介质光波导及其应用》，中国铁道出版社，2000
[5] 李玉权,崔敏，《光波导理论与技术》，人民邮电出版社，2002
教学资源
| 课程章节 | | 文件类型 | | 修改时间 | | 大小 | | 备注 | |
| 1.1 光波导基本结构 |
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2023-02-07 | 280.54MB | ||
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视频
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文档
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| 1.2 Maxwell方程与边界条件 |
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| 1.3 单色电磁波与Helmholtz方程 |
视频
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| 1.4 平面电磁波的反射和折射 |
视频
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| 1.5 全反射 倏逝波 全反射相移 |
视频
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| 1.6 Poynting矢量与传输功率 |
视频
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| 2.1 程函方程 光线方程 费马原理 |
视频
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文档
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| 3.1 均匀介质薄膜波导 |
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| 3.2 渐变介质薄膜波导中的光线 |
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| 3.3 阶跃/梯度光纤中的光线 |
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| 3.4 传播时延与色散 |
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| 4.1 均匀薄膜波导特征方程 |
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| 4.2.1 场方程与形式解 |
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| 4.2.2 TE模分析 |
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| 4.2.3 TM模分析 |
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| 4.2.4 导模场的分布 |
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| 4.3.1 模截止 |
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| 4.3.2 导模定则 导模数量 截止波长 截止厚度 |
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| 4.3.3 单模条件 |
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| 4.3.4 导模问题分析举例 |
视频
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| 4.4 导模光强和功率 |
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| 4.5 薄膜波导色散曲线及其它相关曲线 |
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| 4.6 折射率渐变薄膜波导-WKB法 |
文档
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| 4.6.1 折射率渐变波导电磁场方程与wKB法 |
视频
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| 4.6.2 WKB模方程 |
视频
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| 4.6.3 WKB法的应用 |
视频
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| 5.1 三维光波导结构 模式划分 |
视频
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文档
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| 5.2 马卡提里近似法 |
视频
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文档
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| 5.3 Ex和Ey模特征方程 |
视频
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文档
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| 5.4 模式特性 |
文档
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| 5.4.1 矩形波导导模条件 单模传输 |
视频
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| 5.4.2 矩形波导场分布 |
视频
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2023-02-07 | 192.55MB | ||
| 5.4.3 矩形波导色散曲线 |
视频
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| 5.5 有效折射率法 |
视频
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视频
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视频
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| 5.6 三维波导设计实例 |
视频
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2023-02-07 | 323.89MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 713.08KB | |||
| 6.1 光纤的电磁场方程 |
视频
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2023-02-07 | 106.78MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 194.41KB | |||
| 6.2 阶跃光纤电磁场方程的矢量解法 |
视频
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2023-02-07 | 717.18MB | ||
| 6.2.1 场方程在芯区和包层的矢量解 |
视频
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2023-02-07 | 409.99MB | ||
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视频
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文档
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| 6.2.2 光纤特征方程与导模分类 |
视频
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2023-02-07 | 317.87MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 178.05KB | |||
| 6.2.3 光纤的矢量模截止条件 |
视频
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2023-02-07 | 208.92MB | ||
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视频
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2023-02-07 | 264.76MB | |||
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文档
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2023-02-07 | 275.93KB | |||
| 6.2.4 光纤的单模传输 |
视频
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2023-02-07 | 99.89MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 166.68KB | |||
| 6.2.5 光纤模色散曲线 |
视频
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2023-02-07 | 49.01MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 147.28KB | |||
| 6.2.6 光纤导模电磁场分布 |
视频
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2023-02-07 | 116.33MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 300.36KB | |||
| 6.3.1 直角分量与场方程标量解法 |
视频
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2023-02-07 | 203.87MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 162.97KB | |||
| 6.3.2 LP模及矢量模组成 |
视频
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2023-02-07 | 310.25MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 411.52KB | |||
| 6.3.3 LP模光强与功率 |
视频
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2023-02-07 | 166.09MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 200.08KB | |||
| 6.3.4 导模数量 |
视频
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2023-02-07 | 7.09MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 74.05KB | |||
| 6.4 梯度光纤模场分析 |
视频
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2023-02-07 | 29.38MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 241.76KB | |||
| 7.1 电磁场分析的有限元法及应用举例 |
文档
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2023-02-07 | 1.15MB | ||
| 8.1 模式的正交性与完备性 |
视频
.mp4
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2023-02-07 | 170.16MB | ||
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视频
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2023-02-07 | 154.95MB | |||
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文档
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2023-02-07 | 1.43MB | |||
| 8.2 模耦合方程 |
视频
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2023-02-07 | 198.31MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 257.58KB | |||
| 8.3 双向与横向模耦合 |
视频
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2023-02-07 | 142.49MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 108.86KB | |||
| 9.1 光纤光栅 |
文档
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2023-02-07 | 3.73MB | ||
| 9.2 平面波导光栅 |
视频
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2023-02-07 | 279.74MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 828.79KB | |||
| 9.3 双波导定向耦合器 |
视频
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2023-02-07 | 187.73MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 2.01MB | |||
| 9.4 波分复用解 光开关 |
文档
.pdf
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2023-02-07 | 4.66MB | ||
| 9.5 光波导传感器 |
文档
.pdf
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2023-02-07 | 1.70MB | ||
| 9.6 波导微环谐振器 |
文档
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2023-02-07 | 3.26MB | ||
| 9.7 波导的传输损耗 |
视频
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2023-02-07 | 249.19MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 1.83MB | |||
| 10.1.1 光放大器概述 |
视频
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2023-02-07 | 16.84MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 273.21KB | |||
| 10.1.2 铒离子光谱特性与速率方程 |
视频
.mp4
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2023-02-07 | 55.01MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 555.10KB | |||
| 10.1.3 传输方程与增益特性 |
视频
.mp4
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2023-02-07 | 45.36MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 2.19MB | |||
| 10.1.4 镱铒共掺波导放大器 |
视频
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2023-02-07 | 16.72MB | ||
|
文档
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2023-02-07 | 1.30MB | |||
| 10.2 光波导调制器 |
文档
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2023-02-07 | 2.22MB | ||
| 11.1 光子晶体理论 |
视频
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2023-02-07 | 249.19MB | ||
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文档
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2023-02-07 | 583.81KB | |||
| 11.2 光子晶体波导 |
文档
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2023-02-07 | 749.11KB | ||
| 12.1 光纤制备 薄膜制备 |
文档
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2023-02-07 | 1.72MB | ||
| 12.2 薄膜的表征 |
文档
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2023-02-07 | 1.72MB | ||
| 12.3 三维光波导的制作 |
文档
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2023-02-07 | 1.72MB |
视频