耦合模理论详解：微波与光纤应用的研究生课程指南

耦合模理论是一门深入研究在微波和光纤技术中能量传输和结构相互作用的重要理论，特别是在设计和优化器件性能时起着关键作用。本书《耦合模理论及其在微波和光纤技术中的应用》由钱景仁教授撰写，针对研究生层次，详细探讨了这一领域的核心概念。 首先，第一章“耦合模的一般理论”介绍了耦合模的基本原理。作者阐述了耦合模方程（Section 1.1），这是描述能量在不同模式或结构之间传递的基本数学工具。区分了强耦合和弱耦合两种情况，前者意味着能量交换显著，后者则相对较小（Section 1.2）。周期性耦合（Section 1.3）涉及固定周期结构中的能量传播，如光栅或滤波器。耦合模与简正模（Section 1.4）的关系被深入剖析，简正模是无耦合情况下的基本模式，而耦合模则考虑了相互作用的影响。 在处理参数变化时，局部简正模的广义理论（Section 1.5）显得尤为重要，它允许模型适应实际工程中的非均匀性。理想模、本地简正模和超本地简正模（Section 1.6）是理解不同物理条件下模式行为的关键。此外，还讨论了耦合器的实际应用示例（Section 1.7），以及在临界界面和稳相点附近耦合模方程的变化。 第二章至第四章进一步聚焦于特定结构中的耦合模问题：闭合波导（Section 2.1）、介质填充波导和缓变表面阻抗（Section 2.2）、弯曲波导（Section 2.3）等。在光纤技术中，简正模式（Section 3.1）是基础，然后扩展到非理想光纤（Section 3.2）和非均匀光纤结构（Section 3.3）的耦合模方程。螺旋光纤和弯曲光纤的耦合模分析分别在第4章和第4.3节进行，重点在于单模传输条件（Section 4.2）和弯曲对信号的影响。 最后，第五章“耦合功率方程”是研究多模传输特性的核心部分（Section 5.1），包括多模波导和多模光纤中的耦合功率计算（Section 5.2 和 5.3）。这些方程有助于预测和优化系统性能，特别是在处理多模干扰和信号质量方面。 整本书旨在提供一个全面的框架，帮助读者理解和掌握耦合模理论在微波和光纤技术中的实用应用，对于从事相关领域研究的学生和工程师具有很高的参考价值。通过阅读这本书，他们能够更好地设计和分析复杂的传输系统，提升通信系统的性能和效率。