Photonics : An Introduction

This book provides a comprehensive introduction into photonics, from the electrodynamic and quantum mechanic fundamentals to the level of photonic components and building blocks such as lasers, amplifiers, modulators, waveguides, and detectors. The book will serve both as textbook and as a reference work for the advanced student or scientist. Theoretical results are derived from basic principles with convenient, yet state-of-the-art mathematical tools, providing not only deeper understanding but also familiarization with formalisms used in the relevant technical literature and research articles. Among the subject matters treated are polarization optics, pulse and beam propagation, waveguides, light–matter interaction, stationary and transient behavior of lasers, semiconductor optics and lasers (including low-dimensional systems such as quantum wells), detector technology, photometry, and colorimetry. Nonlinear optics are elaborated comprehensively. The book is intended for both students of physics and electronics and scientists and engineers in fields such as laser technology, optical communications, laser materials processing, and medical laser applications who wish to gain an in-depth understanding of photonics. Die Photonik beschftigt sich mit der kontrollierten Erzeugung, Ausbreitung, Manipulation und Detektion von vorwiegend kohrenten Lichtfeldern. Der Begriff ist nicht nur in Anlehnung an die Elektronik gebildet, in zahlreichen Anwendungen (Nachrichten-, Daten-, Displaytechnik oder Sensorik) gehen Photonik und Elektronik tatschlich eine intensive Verbindung ein. Das Buch vermittelt ein fundiertes Verstndnis dieses modernen Wissensgebietes, von den physikalischen Grundlagen bis hin zur Ebene der photonischen 'Bauelemente': Laser, Verstrker, Wellenleiter, Modulatoren und Schalter, Interferometer, Detektoren etc. Dabei werden nicht nur die Grundkonzepte dargestellt, sondern auch leistungsfhige Formalismen zur Analyse photonischer Prozesse eingefhrt. Damit liefert das Buch fr Physiker und Techniker einen umfassenden berblick und das Rstzeug zur Einarbeitung in Spezialgebiete der Angewandten Optik, wie Nachrichtentechnik, Lasermaterialbearbeitung, Sensorik und medizinische Laseranwendungen. Front Matter....Pages i-xv Electrodynamic Theory of Light....Pages 1-37 Wave Propagation in Matter....Pages 39-100 Optical Beams and Pulses....Pages 101-156 Optical Interference....Pages 157-196 Dielectric Waveguides....Pages 197-244 Light–Matter Interaction....Pages 245-296 Optical Oscillators....Pages 297-350 Nonlinear Optics and Acousto-Optics....Pages 351-412 Photodetection....Pages 413-436 Back Matter....Pages 437-444