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第1章 绪论 1

1.1 特种光纤的定义和分类 1

1.2 特种光纤的研究进展 2

1.2.1 掺稀土光纤 2

1.2.2 掺半导体光纤 3

1.2.3 保偏光纤 3

1.2.4 抗辐射光纤 4

1.2.5 光子晶体光纤 5

1.2.6 少模光纤 6

1.2.7 包层模谐振光纤 6

1.2.8 传能光纤 7

1.2.9 微纳光纤 7

1.2.10 塑料光纤 8

1.2.11 其他新型特种光纤 9

1.3 光纤传输的基本理论 9

1.3.1 子午线传输特性 10

1.3.2 斜光线传输特性 11

1.3.3 波动方程 11

1.3.4 模式分类 13

1.4 光纤的特性 18

1.4.1 截止波长 19

1.4.2 光纤的损耗 19

1.4.3 光纤的色散 20

1.5 特种光纤的发展趋势 21

参考文献 23

第2章 特种光纤的制备技术 27

2.1 一次特种光纤制备技术 27

2.1.1 常规光纤制备技术 27

2.1.2 基于MCVD的InP薄膜内包层光纤制备 31

2.1.3 基于MCVD和溶液浸泡法的掺铋光纤制备 32

2.1.4 基于MCVD和溶胶-凝胶法的纳米量子点放大光纤制备 32

2.1.5 基于MCVD和ALD技术的掺杂特种光纤制备 34

2.1.6 紫外光纤制备 39

2.2 二次特种光纤制备技术 39

2.2.1 相位掩模法制作光纤布拉格光栅 40

2.2.2 CO2激光技术制作长周期光纤光栅 43

2.2.3 光纤法布里-珀罗腔的制备 48

参考文献 55

第3章 特种光纤无源光器件 60

3.1 光纤滤波器 60

3.1.1 光纤光栅滤波器 60

3.1.2 F-P光纤滤波器 64

3.1.3 M-Z光纤滤波器 65

3.1.4 Michelson光纤滤波器 65

3.1.5 Sagnac光纤滤波器 66

3.1.6 光子晶体光纤滤波器 67

3.1.7 双包层光纤滤波器 68

3.2 光纤耦合器 71

3.2.1 保偏光纤耦合器 72

3.2.2 光子晶体光纤耦合器 73

3.2.3 塑料光纤耦合器 74

3.3 光纤偏振器 74

3.4 光纤波分复用器 75

3.5 光纤连接器 76

3.6 光纤色散补偿器 78

3.6.1 色散补偿光纤 78

3.6.2 光纤光栅色散补偿器 78

3.6.3 光子晶体光纤色散补偿器 79

参考文献 81

第4章 特种光纤非线性效应 85

4.1 掺杂光纤非线性效应 85

4.1.1 掺铒光纤 86

4.1.2 高掺锗非线性光纤 86

4.1.3 硫系光纤 87

4.1.4 掺磷光纤 88

4.2 保偏光纤非线性效应 88

4.3 光子晶体光纤非线性效应 90

4.3.1 脉冲压缩 91

4.3.2 超连续谱产生 91

4.3.3 全光波长转换 92

4.4 特种光纤拉曼散射效应 93

4.5 特种光纤非线性折射率系数 95

4.5.1 干涉法测量光纤共振非线性的原理 95

4.5.2 掺铋光纤非线性折射率系数 97

4.5.3 掺铪光纤非线性折射率系数 99

4.5.4 掺铌光纤非线性折射率系数 101

4.5.5 共振非线性测量的影响因素分析 102

参考文献 104

第5章 特种光纤与光纤激光器 108

5.1 掺稀土光纤激光器 108

5.1.1 掺铒光纤激光器 109

5.1.2 掺镱光纤激光器 114

5.1.3 其他掺稀土光纤激光器 116

5.2 双包层光纤激光器 116

5.2.1 LD泵浦掺Yb3＋双包层光纤激光器 118

5.2.2 连续波铒镱共掺双包层光纤激光器 118

5.2.3 调Q双包层光纤激光器 119

5.2.4 锁模双包层光纤激光器 120

5.2.5 双包层光纤光栅多波长光纤激光器 120

5.3 保偏光纤激光器 121

5.3.1 锁模保偏光纤激光器 121

5.3.2 双包层保偏光纤激光器 122

5.3.3 保偏光纤光栅激光器 122

5.3.4 调频窄线宽保偏光纤激光器 123

5.4 光子晶体光纤激光器 124

5.4.1 可调谐光子晶体光纤激光器 124

5.4.2 光子晶体光纤拉曼激光器 125

5.4.3 掺Yb3＋双包层光子晶体光纤激光器 125

5.4.4 线偏振短脉冲光子晶体光纤激光器 126

5.4.5 基于光子晶体光纤M-Z干涉仪的可调谐光纤激光器 126

参考文献 128

第6章 特种光纤与光纤放大器 132

6.1 掺稀土光纤放大器 132

6.1.1 掺铒光纤放大器 133

6.1.2 掺镱光纤放大器 138

6.1.3 掺铥光纤放大器 140

6.1.4 掺镨光纤放大器 143

6.2 双包层光纤放大器 145

6.2.1 双包层掺稀土光纤放大器 145

6.2.2 单频双包层光纤放大器 146

6.2.3 脉冲双包层光纤放大器 147

6.3 光子晶体光纤放大器 148

6.3.1 偏振保持窄线宽光子晶体光纤放大器 149

6.3.2 高功率光子晶体光纤放大器 149

6.4 聚合物光纤放大器 150

6.4.1 掺杂有机染料的POFA 151

6.4.2 掺杂稀土螯合物的POFA 151

6.5 渐逝波耦合半导体量子点光纤放大器 152

6.5.1 半导体量子点放大光纤的理论仿真 153

6.5.2 半导体量子点放大光纤的制备技术 158

6.5.3 放大光纤的制作及测试 160

6.6 拉曼光纤放大器 161

6.6.1 基于FBG的EDFA/RFA混合光纤放大器 161

6.6.2 基于高非线性光纤的拉曼光纤放大器 161

6.6.3 光子晶体光纤拉曼光纤放大器 163

参考文献 165

第7章 抗弯/少模光纤与光纤通信 169

7.1 抗弯光纤与光纤通信 169

7.1.1 抗弯光纤的基本特性 170

7.1.2 抗弯光纤的制备方法 171

7.1.3 抗弯光纤与光纤到户 174

7.1.4 抗弯光纤与高速数据传输 176

7.2 少模光纤与光纤通信 178

7.2.1 少模光纤的基本特性 178

7.2.2 少模光纤的设计和制备 179

7.2.3 少模光纤光栅 182

7.2.4 少模光纤模分复用 184

参考文献 188

第8章 特种光纤与运动无线光通信 192

8.1 运动无线光通信 192

8.2 基于特种光纤的无线光通信 193

8.2.1 特种实心耦合光锥 193

8.2.2 光束发散角可调的球面单透镜式光发射天线 197

8.2.3 单透镜光锥耦合式光接收天线 198

8.2.4 直线运动无线光通信系统 199

8.2.5 典型应用 199

8.3 基于特种光纤的旋转连接光通信 200

8.3.1 单通道光纤旋转连接器 201

8.3.2 基于特种光锥的光纤旋转连接器 202

8.3.3 多通道光传输准直型光纤旋转连接器 203

8.3.4 典型应用 207

8.4 波分复用光纤旋转连接技术 208

参考文献 211

索引 214