Optik und Photonik 3e

Sehr schAn sind auch die Kapitel A1/4ber Photonenoptik, statistische Optik und Metamaterialien. Physik in unserer Zeit, 24.09.2020

Professor Bahaa E.A. Saleh promovierte 1971 an der Johns Hopkins UniversitAt, Baltimore, Maryland, im Fach Elektrotechnik. Nach unterschiedlichen internationalen Forschungs- und LehrtAtigkeiten im In- und Ausland wechselte er 1994 an die UniversitAt Boston als Direktor des Instituts fA1/4r Elektro- und Computertechnik. Er ist Ehrenmitglied des IEEE und der Optical Society of America. Professor Saleh's Forschung umfasst die Gebiete Bildverarbeitung, optische Signalverarbeitung, statistische Optik, optische Kommunikation und Sehkraft. Professor Malvin C. Teich promovierte 1966 an der Cornell UniversitAt in Ithaca, New York. Seit 1995 ist er als Professor fA1/4r Elektro- und Computertechnik, Physik und Biomedizintechnik an der UniversitAt Boston tAtig. Professor Teich war Mitherausgeber der Zeitschrift Quantum Optics; er ist Ehrenmitglied der Optical Society of America sowie der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft. Seine Forschung umfasst u.a. die Gebiete Photonik, Quantenoptik und Bildgebung, Wavelets sowie fraktale stochastische Prozesse.

Vorwort zur dritten Auflage xix Vorwort zur zweiten Auflage xxiii Teil I Optik 1 1 Strahlenoptik 3 1.1 Postulate der Strahlenoptik 4 1.2 Einfache optische Komponenten 6 1.3 Gradientenindexoptik 14 1.4 Matrizenoptik 19 2 Wellenoptik 29 2.1 Die Postulate der Wellenoptik 30 2.2 Monochromatische Wellen 31 2.3 Die Beziehung zwischen Wellenoptik und Strahlenoptik 35 2.4 Einfache optische Komponenten 36 2.5 Interferenz 42 2.6 Polychromatisches und gepulstes Licht 49 3 Optik von Strahlbundeln 57 3.1 Der Gaussstrahl 57 3.2 Durchgang durch optische Komponenten 64 3.3 Hermite-Gauss-Strahlen 70 3.4 Laguerre-Gauss-Strahlen 72 3.5 Nichtbeugende Strahlen 74 4 Fourieroptik 79 4.1 Lichtausbreitung im Vakuum 80 4.2 Die optische Fouriertransformation 88 4.3 Lichtbeugung 91 4.4 Bildentstehung 98 4.5 Holographie 105 5 Elektromagnetische Optik 117 5.1 Die elektromagnetische Theorie des Lichts 118 5.2 Elektromagnetische Wellen in Dielektrika 121 5.3 Monochromatische elektromagnetische Wellen 124 5.4 Einfache elektromagnetische Wellen 126 5.5 Absorption und Dispersion 130 5.6 Die Streuung elektromagnetischer Wellen 137 5.7 Pulsausbreitung in dispersiven Medien 143 6 Polarisationsoptik 151 6.1 Die Polarisation des Lichts 152 6.2 Reflexion und Brechung 159 6.3 Die Optik anisotroper Medien 163 6.4 Optische Aktivitat und Magnetooptik 172 6.5 Optik von Flussigkristallen 175 6.6 Polarisierende Bauelemente 177 7 Optik photonischer Kristalle 185 7.1 Optik von dielektrischen Schichtmedien 187 7.2 Eindimensionale photonische Kristalle 200 7.3 Zwei- und dreidimensionale photonische Kristalle 211 8 Optik von Metallen und Metamaterialien 221 8.1 Einfach- und doppelt-negative Medien 223 8.2 Optik von Metallen: Plasmonik 234 8.3 Optik von Metamaterialien 245 8.4 Transformationsoptik 253 9 Wellenleiteroptik 261 9.1 Wellenleiter aus ebenen Spiegeln 262 9.2 Ebene dielektrische Wellenleiter 267 9.3 Zweidimensionale Wellenleiter 273 9.4 Optische Kopplung in Wellenleitern 276 9.5 Photonische Kristalle als Wellenleiter 282 9.6 Plasmonische Wellenleiter 283 10 Faseroptik 289 10.1 Gefuhrte Strahlen 290 10.2 Gefuhrte Wellen 293 10.3 Dampfung und Dispersion 306 10.4 Hohlkernfasern und Fasern aus photonischen Kristallen 314 10.5 Materialien fur optische Fasern 316 11 Resonatoroptik 321 11.1 Resonatoren aus ebenen Spiegeln 323 11.2 Kugelspiegelresonatoren 330 11.3 Zwei- und dreidimensionale Resonatoren 337 11.4 Mikro- und Nanoresonatoren 340 12 Statistische Optik 349 12.1 Statistische Eigenschaften von stochastischem Licht 350 12.2 Interferenz von partiell koharentem Licht 359 12.3 Transmission von partiell koharentem Licht durch optische Systeme 364 12.4 Partielle Polarisation 370 13 Photonenoptik 377 13.1 Das Photon 378 13.2 Photonenstroeme 387 13.3 Quantenzustande des Lichts 396 Teil II Photonik 411 14 Licht und Materie 413 14.1 Energieniveaus 413 14.2 Die Besetzung von Energieniveaus 428 14.3 Die Wechselwirkung von Photonenmit Atomen 430 14.4 Thermisches Licht 443 14.5 Lumineszenz und Lichtstreuung 446 15 Laserverstarker 457 15.1 Theorie der Laserverstarkung 459 15.2 Pumpen des Verstarkers 461 15.3 Verbreitete Laserverstarker 468 15.4 Die Nichtlinearitat von Verstarkern 476 15.5 Verstarkerrauschen 480 16 Laser 485 16.1 Theorie der Laseroszillation 486 16.2 Die Eigenschaften der Laserstrahlung 490 16.3 Bauarten von Lasern 500 16.4 Gepulste Laser 523 17 Halbleiteroptik 543 17.1 Halbleiter 544 17.2 Wechselwirkungen von Photonen mit Ladungstragern 569 18 LED und Laserdioden 585 18.1 Lichtemittierende Dioden (LED) 586 18.2 Optische Halbleiterverstarker 607 18.3 Laserdioden 618 18.4 Quanteneinschlusslaser 627 18.5 Mikroresonatorlaser 636 18.6 Nanoresonatorlaser 642 19 Photodetektoren 651 19.1 Photodetektoren 652 19.2 Photoleiter 660 19.3 Photodioden 663 19.4 Lawin