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第一章　绪论 1

1　概述 1

2　光纤通信的发展概况 2

3　光纤通信系统 6

3-1　光纤通信系统方框图 6

3-2　光纤通信的主要光元器件介绍 8

4　光纤通信的优点 12

4-1　频带宽，信息容量大 12

4-2　损耗低，传输距离长 13

4-3　体积小，重量轻，便于敷设 13

4-4　抗干扰性好，保密性强，使用安全 13

4-5　材料资源丰富 13

第二章　光导纤维的传输原理 15

1 平面波在两介质交界面上的全反射与介质薄膜波导 19

1-1 平面波在两均匀介质交界面上的反射和折射 20

1-2　薄膜波导中的波 31

2-1　阶跃光纤中的射线法概念 43

2　阶跃光纤 43

2-2　阶跃光纤的波动理论解法 46

3　渐变光纤 62

3-1　渐变光纤中的光射线 63

3-2　平方律折射指数分布光纤的波动理论解法 68

4　单模光纤 75

4-1　单模光纤的结构特点 75

4-2　阶跃折射指数分布和无界平方律折射指数分布单模光纤 77

4-3　单模光纤的等效近似分析法 79

1-1　光纤损耗的起因 83

第三章　光纤的传输特性与特种光纤 83

1　光纤的损耗特性 83

1-2　光纤的总损耗，损耗谱 88

2　光纤的色散特性 88

2-1　光纤色散概述 89

2-2　无界材料中的色散——材料色散 100

2-3　单模光纤的色散及特种色散光纤 105

2-4　多模光纤的色散 112

2-5　脉冲在光纤中的传输 113

3　光纤的双折射及偏振特性 115

3-1　线双折射 116

3-2　圆双折射 125

3-3　保偏光纤与低双折射光纤 128

4　光纤的非线性 133

4-1　历史的回顾 134

4-2　重要的光纤非线性效应 134

4-3　光孤子与光孤子通信 145

1-1　体块型光无源元件 153

1　光无源元件的结构形式 153

第四章　光无源元件 153

1-2　全光纤型光无源元件 154

1-3　光波导型光无源元件 154

2　光纤的接续损耗与光纤连接器 156

2-1　光纤的连接损耗 156

2-2　光纤连接器 167

2-3　光纤的永久性连接 173

3　光波导的横向耦合与耦合器 175

3-1　两光波导之间的横向耦合 177

3-2　2×2定向耦合器 180

3-3　星形耦合器 185

4　波分复用元件 186

4-1　F—P腔型光滤波器 187

4-2　马赫—泽德（M—Z）型光滤波器 197

4-3　光栅型波分复用器 200

5　光学谐振腔 211

5-1　均匀平面波近似 212

5-2　金属闭腔近似 214

5-3　谐振腔的损耗、光子寿命、品质因数 219

6　光调制器 222

6-1　简述 223

6-2　相位调制器 224

6-3　强度调制器 227

6-4　调制器的参数 234

7　偏振控制器 235

8　光隔离器 238

1-1　原子的能级结构 241

第五章　光纤通信中的光源 241

1　激光产生的基本原理 241

1-2　光的辐射和吸收 242

1-3　激光产生的条件 246

2　半导体激光器的基本概念 253

2-1　半导体晶体的能带 253

2-2　半导体材料中的光发射与光吸收 254

2-3　PN结 257

2-4　半导体激光器材料的要求 262

3-1　半导体激光器的激射原理 266

3　半导体激光器的激射原理与结构 266

3-2　半导体激光器的结构 270

4　半导体激光器的稳态特性 275

4-1　半导体激光器的电光耦合速率方程 275

4-2　半导体激光器的P—I特性 276

4-3　半导体激光器的温度特性 278

4-4　半导体激光器的效率 279

4-5　半导体激光器的远场特性 281

4-6　半导体激光器的模式特性 282

4-7　半导体激光器的光谱特性 284

5　半导体激光器的调制特性 287

5-1　瞬态过程 288

5-2　调制响应 290

6　发光二极管（LED） 295

6-1　发光二极管的结构 295

6-2　发光二极管的工作特性 297

7　动态单纵模半导体激光器 302

7-1　分布反馈半导体激光器和分布布拉格反射半导体激光器 304

7-2　耦合腔半导体激光器 306

第六章　光放大器 310

1　引言 310

1-1　光放大器在光纤通信中的作用 310

1-2　光放大器的分类 312

1-3　掺铒光纤放大器简介 314

2　EDFA的结构与工作原理 317

2-1　EDFA的基本结构 317

2-2　EDFA的工作原理 318

2-3　EDFA的几个重要概念 323

2-4　EDFA的主要特性与指标 330

3　EDFA的分析方法及特性 337

3-1　等效受激跃迁几率γ和泵浦率γp 337

3-2　单向泵浦EDFA的理论模型 338

3-3　EDFA的特性 343

4 EDFA在光纤通信系统中的应用 346

4-1 EDFA的主要应用方式 346

4-2 EDFA的应用举例 349

5 其它波段的掺杂光纤放大器 353

5-1 0.81μm波段掺铥光纤放大器 353

5-2 0.85μm波段掺铒光纤放大器 353

5-3 1.3μm波段掺镨光纤放大器 353

5-4 1.3μm波段掺钕光纤放大器 354

5-5 2.7μm波段掺铒光纤放大器 355

1 PIN光电二极管 356

1-1 半导体PN结的光电效应 356

第七章 光纤通信中的光检测器 356

1-2 PIN光电二极管的原理和结构 359

1-3 PIN光电二极管的特性 362

2 雪崩光电二极管 371

2-1 雪崩光电二极管的工作原理及结构 371

2-2 雪崩光电二极管的特性 373

3 用于光纤通信的光检测器 380

3-1 异质结光检测器 381

3-2 超晶格雪崩光电二极管 384

3-3　光电晶体管 385

3-4　用于波分复用的光检测器 386

3-5　集成接收器件 387

3-6　微腔光电二极管 387

附录 389

附录Ⅰ 弯曲光纤的双折射 389

附录Ⅱ 偏振光的计算法——琼斯矩阵法 391

附录Ⅲ 电光晶体的特性 397

英汉缩略语索引 403

参考文献 410