基于SOI波导的非线性光学研究是当前硅光子学 领域的研究热点，在片上集成的光互连、光传感和光 通信等方面发挥着重要的作用。文进编*的这本《基 于SOI波导的非线性光学效应及应用》在介绍国内外 硅基非线性光学研究进展的基础上，给出了SOI波导 器件仿真模拟的数值方法；完善了超快脉冲在SOI波 导中的非线性传输的理论模型；研究了SOI波导中超 连续谱的产生和色散波辐射现象；讨论了SOI波导中 光参量过程；实现了中红外飞秒脉冲光参量放大器和 宽调谐飞秒脉冲光参量振荡器；提出了基于后向四波 混频效应的无腔镜皮秒光参量振荡器的理论模型；分 析了SOI波导的双折射效应对脉冲传输的影响；描述 了SOI波导在引入光学反馈机制和马赫－泽德干涉仪 后的级联四波混频产生情况；从理论和实验上研究了 掺铒锁模飞秒光纤激光器和光子晶体光纤参量振荡器 。本书的*后部分是总结与愿望。
本书可供从事硅基光子学和非线性光学专业科研 的工程技术人员阅读参考，也可作为超快光子学、微 纳光子器件等相关专业的研究生教材使用。
第1章 绪论
1.1 光子学的产生和发展
1.2 硅光子学的发展
1.3 硅的材料性质
1.3.1 硅的晶体性质
1.3.2 硅的能带结构
1.3.3 硅的电学性质
1.3.4 硅的光学性质
1.4 SOI材料的特性及应用
1.4.1 SOI的制备方法
1.4.2 SOI的主要制备方法的比较
1.4.3 SOI材料的晶体质量
1.5 SOI材料的应用与发展趋势
1.6 SOI波导的结构和性质
1.7 SOI波导中的非线性光学效应及过程
1.7.1 克尔效应
1.7.2 自相位调制效应
1.7.3 交叉调制效应
1.7.4 受激拉曼散射效应
1.7.5 四波混频效应
1.7.6 双光子吸收效应
1.7.7 自由载流子吸收效应
1.7.8 自由载流子色散效应
1.8 SOI波导中的非线性光学效应及应用研究进展
1.9 本书主要研究内容和结构安排
参考文献
第2章 SOI波导与器件仿真数值算法
2.1 引言
2.2 FDFD方法
2.3 FDTD方法
2.4 FEM方法
2.5 BPM方法
2.6 小结
参考文献
第3章 SOI波导的模式和色散计算及调控
3.1 引言
3.2 SOI波导的材料色散
3.3 SOI波导的模式和色散的仿真计算
3.3.1 FDFD法仿真计算结果
3.3.2 FEM法仿真计算结果
3.3.3 BPM法仿真计算结果
3.4 SOI波导的色散调控
3.5 小结
参考文献
第4章 SOI波导非线性光学效应的理论框架
4.1 引言
4.2 理论模型的基本形式
4.3 小结
参考文献
第5章 SOI波导中超连续谱产生研究
5.1 引言
5.2 理论模型
5.3 数值计算方法
5.3.1 分步傅里叶方法
5.3.2 阶龙格-库塔方法
5.4 SOI波导结构设计及色散特点
5.5 数值模拟结果
5.6 小结
参考文献
第6章 SOI波导中色散波辐射及其描述
6.1 引言
6.2 SOI波导中色散波辐射及孤子捕获的数值模型
6.3 数值结果及讨论
6.4 小结
参考文献
第7章 SOI波导中光参量放大研究
7.1 引言
7.2 SOI波导中光参量放大的物理过程
7.2.1 硅材料中的三阶非线性极化
7.2.2 SOI波导中的非线性耦合方程组
7.2.3 SOI波导中参量放大过程中的相位匹配
7.3 SOI波导色散调控和分析
7.4 数值模拟结果
7.5 小结
参考文献
第8章 SOI波导中光参量振荡研究
8.1 引言
8.2 SOl波导中光参量振荡的物理过程分析
8.2.1 SOI波导中参量放大过程中的相位匹配
8.2.2 宽调谐飞秒SOI波导光参量振荡器的方案设计
8.3 宽调谐SOI波导飞秒光参量振荡器数值计算结果
8.4 小结
参考文献
第9章 SOI波导中无腔镜光参量振荡研究
9.1 引言
9.2 SOI波导中皮秒非简并FWM无镜光参量振荡器的理论模型
9.3 数值模拟结果及讨论
9.4 小结
参考文献
第10章 SOI波导中脉冲传输及脉冲捕获的数值研究
10.1 引言
10.2 波导设计和色散调节
10.3 理论模型
10.4 数值模拟结果和讨论
10.5 小结
参考文献
第11章 SOI波导中级联四波混频产生研究
11.1 引言
11.2 SOI波导中级联四波混频的物理机制和理论模型
11.3 SOI波导中级联四波混频的数值模拟结果
11.3.1 SOI波导的结构特点
11.3.2 SOI波导中级联四波混频的模拟方法和数值结果
11.4 小结
参考文献
第12章 硫系化合物波导中基于光学反馈和马赫-泽德干涉仪的级联四波混频研究
12.1 引言
12.2 理论模型和方案设计
12.2.1 理论模型
12.2.2 方案设计
12.3 数值模拟结果和讨论
12.4 小结
参考文献
第13章 掺铒锁模飞秒光纤激光器和宽调谐飞秒光子晶体光纤参量振荡器研究
13.1 引言
13.2 掺铒锁模飞秒光纤激光器
13.2.1 锁模的物理机制
13.2.2 被动锁模
13.2.3 自行研制的掺铒锁模飞秒光纤激光器
13.3 宽调谐飞秒光子晶体光纤参量振荡器
13.3.1 宽调谐飞秒光子晶体光纤参量振荡器理论研究
13.3.2 宽调谐飞秒光子晶体光纤参量振荡器实验研究
13.4 小结
参考文献
第14章 总结与展望
14.1 本书的主要研究内容
14.2 未来的工作展望
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