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目录 1

第一章　光通信概述 1

1.1　什么叫光通信 1

1.2　新型光源与光纤传输线的发展史 3

1.3　几种传光方法 6

〔1〕空间传播——一种简单的传光方法 6

〔2〕透镜列波导系统 8

〔3〕光纤传输线 9

1.4　光纤通信及其优点 10

第二章　传光现象基础 12

2.1　折射与反射 12

2.2　传光原理 15

2.3　沿波导传输的光波的模 17

2.4　模数 21

2.5　群速度 25

2.6　TE模和TM模 27

3.1　聚焦型波导 29

第三章　光波导的性质和聚光 29

〔1〕聚焦型波导中波的传播 30

〔2〕聚焦型波导中模的次数 32

〔3〕聚焦型波导中模的群速度 35

3.2　折射率分布不同的波导 35

3.3　单模波导 38

3.4　波导是弯曲时的传光特点 39

3.5　界面有凹凸时的传光特点 41

3.6　聚光的方法 42

第四章　发光和激光器工作的原理 45

4.1　发光现象的机理和激光器 45

〔1〕发光机理 45

〔2〕光放大和光振荡的机理 46

4.2　半导体的发光和发光二极管 49

〔1〕半导体发光材料 49

〔2〕发光二极管 52

〔1〕激光器的振荡原理 54

4.3　激光器的工作原理 54

〔2〕激光器的振荡条件 56

〔3〕室温下连续工作的双异质结激光器 57

4.4　半导体激光器 59

〔1〕双异质结半导体激光器的工作原理 59

〔2〕半导体激光器的振荡光谱 61

〔3〕双异质结半导体激光器的制法 61

〔1〕相干原理 66

4.5　辐射光的性质 66

〔2〕激光与其相干性 67

第五章　光通信光源 70

5.1　通信光源的特点 70

〔1〕光源的必要条件 71

〔2〕光源的充分条件 72

5.2　光纤的传输特性和发光元件 74

5.3　光源 75

〔1〕砷镓铝（GaAlAs）系列发光二极管 75

〔2〕砷镓铝（GaAlAs）系列半导体激光二极管 77

〔3〕条形激光器 79

〔4〕提高可靠性的途径 81

〔5〕输出功率和效率 82

〔6〕砷镓铝（GaAlAs）双异质结激光器的温度特性 83

5.4　光源与光纤的耦合 84

5.5 长波长的半导体光源 86

〔1〕砷镓铟（InGaAs）系列 86

〔2〕锑砷镓（GaAsSb）系列 87

5.6　固体激光器 88

〔3〕磷砷镓铟（InGaAsP）系列 88

5.7　改进型半导体激光器 90

第六章 光调制、解调和集成光路 94

6.1　光调制 94

6.2　半导体激光器的直接调制 96

〔1〕谐振现象 98

〔2〕谐振频率附近产生的脉冲 99

〔3〕张弛振荡 99

〔4〕脉冲调制的载流子累积效应 100

6.3　发光二极管的直接调制 103

6.4　外调制 104

〔1〕相位调制器 104

〔2〕波导型调制器 106

6.5　光电探测器 107

〔1〕光功率和电信号 107

〔2〕对光电探测器的要求 107

〔3〕雪崩光电二极管（APD）的工作原理 108

〔4〕雪崩放大 110

6.6　集成光路概要 111

6.7　集成光路用的波导 113

6.8　波导型无源光路 114

〔1〕滤光器 114

〔2〕单向波导 115

6.9　波导型有源光路 115

〔1〕集成激光器 115

〔2〕波导型调制器和偏转器 116

〔3〕波导型光电探测器 117

〔4〕参量光波导 117

〔5〕具有存贮作用的波导 118

6.10　集成光路展望 118

第七章 光纤传输线 119

7.1　光纤的种类与特征 119

7.2　光纤的基本常数 121

〔1〕圆柱形光纤的参数 121

〔2〕折射率阶跃型光纤中光波的模 122

〔3〕聚焦型光纤 125

7.3　光纤用的材料和制法 128

〔1〕石英玻璃光纤 128

〔2〕多组分玻璃光纤 130

7.4　光纤的损耗 131

〔1〕吸收损耗与散射损耗 132

〔2〕界面散射损耗和弯曲损耗 133

〔3〕光纤的对接损耗 134

7.5　折射率分布的测试方法 135

7.6　光纤的传输带宽 137

〔1〕传输带宽受限制的主要原因 137

〔2〕折射率色散 139

〔3〕结构色散 141

〔4〕模色散 142

〔5〕模耦合和模次数对损耗的影响 144

〔6〕几种光纤的传输特性 146

7.7　光缆及其对接 148

第八章 光通信系统及其应用 151

8.1　光纤通信的特征和应用领域 151

〔1〕光通信和传统的有线通信比较 151

〔2〕光纤通信的优点和应用领域 152

8.2　光纤通信的传输距离 152

〔1〕传输系统概述 153

〔2〕最低接收电平 154

〔3〕传输距离 156

〔4〕传输方式和传输距离的关系 157

8.3　光的传输方式二、三例 159

〔1〕光脉冲间隔调制（PIM）方式 159

〔2〕脉码调制（PCM）的光传输 159

〔3〕电力系统用的光通信系统 162

〔4〕观测和控制用的光纤 163

附录 165

附录一 聚焦型波导内的光线轨迹——式（3.4）的推导 165

——式（3.9）的推导 166

附录二 聚焦型波导中光线传播一个周期的相位变化 166

附录三　式（3.12）和式（3.15）的推导 168

附录四　厄密-高斯型模函数 168

附录五　聚焦型光纤中各种模的对应关系 169

参考文献 170

百分损耗（％）与分贝损耗（dB）换算表 188

dBm与mW换算表 188

电磁波频率f与波长λ换算表 189

光纤的特征及其应用范围 190