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第一章 概述 1

第一节 光的性质 1

第二节 光纤通信的特点 3

第三节 光纤通信的基本组成 4

第四节 光纤通信的发展动向 6

第二章 基础知识概括 7

第一节 麦克斯韦方程 7

第二节 波动方程 9

第三节 亥姆霍兹方程 10

第四节 均匀平面波的一般概念 11

第五节 平面波在两介质交界面的反射和折射 14

第六节 平面波的全反射 18

第七节 导行波和辐射波 18

小结 26

复习思考题 28

第三章 介质薄膜波导 30

第一节 薄膜波导的结构 30

第二节 薄膜波导中波的分类 31

一、导波 32

二、衬底辐射模 32

三、敷层辐射模 32

第三节 用射线法分析薄膜波导中的导波 34

一、薄膜波导中导波的形式 34

二、薄膜波导中导波的特点 35

三、薄膜波导中的单模传输条件 41

四、薄膜波导中模数量的求法 41

小结 43

复习思考题 44

习题 44

第四章 光导纤维 46

第一节 光纤的结构和分类 46

一、光纤的结构 46

二、光纤的种类 46

第二节 阶跃型光纤 49

一、阶跃型光纤光射线的理论分析 49

二、阶跃光纤的标量近似分析法 53

第三节 渐变型光纤 71

一、渐变型光纤光射线的理论分析 71

二、渐变型光纤的标量近似解法 79

第四节 单模光纤 88

一、单模光纤的折射率分布 88

二、单模传输的理论分析 91

三、单模光纤的双折射 94

第五节 光纤的传输特性 97

一、光纤的损耗特性 97

二、光纤的色散特性 101

小结 115

复习思考题 116

习题 117

附录一 标量解场方程的推导 117

附录二 双曲正割型折射指数分布光纤可以获得自聚焦的证明 124

附录三 标量亥姆霍兹方程解的推导 125

第五章 光缆和光路无源器件 129

第一节 光缆的结构和种类 129

一、光缆的基本结构 129

二、光缆的种类 132

第二节 光纤连接器 134

第三节 光定向耦合器 135

第四节 光衰减器 137

第五节 光隔离器 139

小结 140

复习思考题 141

第六章 光源和光发射机 142

第一节 激光的物理基础 142

一、光的本性 142

二、原子的能量 144

三、光和物质的相互作用 147

第二节 激光器的工作原理 149

一、粒子数反转分布及光的放大作用 149

二、光学谐振腔 153

三、激光器的损耗和阈值条件 160

第三节 半导体激光器和半导体发光二极管 162

一、本征半导体的能带分布 162

二、N型半导体和P型半导体重掺杂的能带图 164

三、重掺杂情况下P-N结的能带分布 165

四、P-N结外加正偏压后的能带分布及激光的产生 168

五、异质结半导体激光器 169

六、半导体激光器的工作特性 174

七、目前光纤通信在不同工作波段所使用激光器的情况 177

八、半导体发光二极管（LED） 178

第四节 光源的调制 179

一、光源的内调制 180

二、光源的外调制 186

第五节 光发射机 203

一、对光发射机的要求 203

二、光发射机的组成方框图及各部分功能 204

三、实际光发射机电路图 211

小结 212

复习思考题 213

习题 214

第七章 光电检测器 216

第一节 半导体的光电效应 216

第二节 PIN光电二极管 218

第三节 APD光电二极管 219

一、雪崩光电二极管的雪崩倍增效应 220

二、雪崩光电二极管的结构及其工作原理 220

第四节 光电检测器的特性 222

一、响应度R0和量子效率η 222

二、响应时间 223

三、暗电流ID 223

四、雪崩倍增因子G 223

五、倍增噪声和过剩噪声系数F（G） 224

小结 225

复习思考题 226

习题 227

第八章 光接收机 228

第一节 数字光纤通信接收机的基本组成 228

一、数字光纤通信接收机的组成方框图 228

二、方框图中各部分的功能 228

三、一个实际的光接收机电路 238

第二节 光接收机的噪声分析和计算 240

一、概述 240

二、分析噪声所需要的有关数学知识 241

三、光接收机放大器、均衡器电路噪声分析和计算 242

四、量子噪声的分析和计算 253

五、在最坏的码元组合情况下光接收机的总输出噪声平均功率 266

第三节 光接收机灵敏度的计算 268

一、光接收机灵敏度的定义 268

二、计算光接收机灵敏度所需的有关概念 268

三、光接收机灵敏度表达式的推导 274

四、Personick-CCITT改良法 283

附录8-Ⅰ 284

小结 290

复习思考题 293

习题 294

第九章 光纤通信系统 295

第一节 强度调制——直接检测光纤通信系统的组成 295

一、系统的组成 295

二、光中继器 297

三、监视控制系统 298

四、脉冲插入与脉冲分离 304

第二节 光纤通信中的线路码型 304

一、研究传输码型的必要性 304

二、选择码型应满足的主要要求 306

三、光纤通信中常用码型 307

第三节 光纤通信系统的性能指标—误码率和抖动 315

一、误码性能 315

二、抖动性能 317

第四节 光纤通信系统设计概述 320

一、系统部件的选择 320

二、设计光纤通信系统时有关指标的计算和验算 322

第五节 光纤模拟通信系统 330

一、光纤图像模拟传输系统 331

二、光纤脉冲模拟传输系统 333

第六节 光纤通信中的复用系统 335

一、波分复用系统 335

二、光频分复用系统 338

三、副载波强度调制系统 340

第七节 光纤通信多终端网络系统 341

一、光纤局部区域网（LAN） 341

二、宽带综合业务数字（B-ISDN） 344

第八节 外差光纤通信系统 345

一、光发射机 346

二、光放大器 348

三、光接收机 348

四、外差光纤通信系统中的几个技术问题 349

第九节 光纤通信同步数字系列 350

一、准同步数字系列存在的问题 350

二、同步数字系列的提出 351

三、同步数字系列（SDH）的特点 352

四、同步数字系列的帧结构 353

第十节 光放大器 354

一、光放大器在光纤通信中的地位 354

二、光放大器的种类 355

三、掺饵光纤放大器的结构 356

四、掺饵光纤放大器的工作原理 356

五、掺饵光纤放大器的指标 358

六、掺饵光纤放大器在光纤通信系统中的应用 360

第十一节 光纤的非线性效应及光孤子通信 361

一、光纤的非线性效应 361

二、光孤子通信 364

小结 369

复习思考题 370

习题 370

第十章 光纤及光纤通信系统的测量 371

第一节 光纤参数的测量 371

一、单模光纤模场直径的测量 371

二、光纤损耗的测量 372

三、光纤色散与带宽的测量 378

第二节 光纤通信系统的测量 383

一、光发射机发送光功率的测量 383

二、光源消光比的测量 384

三、光接收机灵敏度的测量 384

四、光接收机动态范围的测量 385

五、光纤通信系统测量中的眼图 386

小结 387

复习思考题 387

习题 388

参考书目录 388