光波技术基础PDF电子书下载

第一篇 光纤概论 3

第一章 引论 3

第一节 光纤技术的历史回顾 3

第二节 光纤制造技术和光缆 5

第三节 光纤的基本特性 11

第四节 光纤传输技术的发展 17

习题 18

第一节 Maxwell电磁理论基础 19

第二章 一维平面光波导 19

第二节 一维平面光波导及其几何光学描述 23

第三节 一维平面光波导的波动光学描述 26

习题 29

第三章 光纤模式理论 30

第一节 阶跃折射率光纤中的场模式 30

第二节 弱导光纤中的线偏振模 37

第三节 光波导中模式的普遍性质 42

第四节 波导横向非均匀性的微扰法处理 46

第五节 纵向非均匀性与模式耦合方程 47

习题 49

第四章 单模光纤 50

第一节 阶跃折射率单模光纤 50

第二节 无界抛物型折射率分布弱导光纤 52

第三节 单模光纤的高斯拟合和模场直径 54

第四节 单模光纤的主要类型 56

第五节 近似方法 59

第六节 单模光纤的偏振特性 62

习题 63

第一节 概述 64

第五章 光纤色散 64

第二节 单模光纤中的色散 67

第三节 光信号在色散光纤中的传输 72

第四节 色散优化光纤 76

第五节 偏振模色散 80

习题 84

第六章 光纤中的光学非线性 87

第一节 非线性传输方程 87

第二节 自相位调制(SPM) 90

第三节 交叉相位调制(XPM) 94

第四节 四波混频(FWM) 99

第五节 受激非弹性散射 105

第六节 光纤中的光学孤立子 111

习题 115

附录一 矢量分析和场论初步 118

§A1．1 矢量的运算(可拓展至多维) 118

§A1．2 矢量场和标量场 119

§A1．3 三维正交曲线坐标系 122

§A2．1 整数阶Bessel方程及其解 125

附录二 Bessel函数 125

§A2．2 Bessel函数的性质 126

§A2．3 整数阶的变形Bessel方程及其解 128

§A2．4 变形Bessel函数的性质 129

参考文献 132

第二篇 半导体光电子技术基础 135

第七章 半导体能带论基础 135

第一节 固体中的能带 135

第二节 载流子的费米统计分布 138

第三节 半导体内光与电子的相互作用 140

第四节 非平衡载流子和准费米能级 142

第五节 P-N结及其光电特性 144

习题 147

第八章 异质结构激光器和发光二极管 149

第一节 半导体注入型激光器的基本原理 149

第二节 半导体异质结及其外延生长 151

第三节 通信波段的半导体材料 153

第四节 半导体异质结激光器(LD) 156

第五节 半导体发光二极管(LED) 158

第六节 半导体激光器的可靠性 160

习题 162

第九章 注入型激光器的工作特性 163

第一节 阈值电流密度 163

第二节 注入型激光器的光-电流特性 165

第三节 注入型激光器的动态特性 168

第四节 注入型激光器的光束发散 172

习题 173

第十章 单纵模激光器 175

第一节 概述 175

第二节 分布反馈(DFB)激光器 176

第三节 分布布喇格(Bragg)反射(DBR)激光器 179

第四节 单纵模激光器的动态特性 182

第五节 可调谐单频激光器 184

习题 185

第十一章 半导体光电检测器 186

第一节 半导体光电检测器的基本原理 186

第二节 通信用光电检测器材料 189

第三节 PIN光电检测器 190

第四节 雪崩光电二极管(APD) 195

第五节 APD的碰撞电离理论 198

习题 200

第十二章 量子阱器件 202

第一节 半导体量子阱的基本结构 202

第二节 载流子在一维方势阱中的运动 203

第三节 量子阱结构中的载流子态密度 205

第四节 量子阱激光器 207

第五节 超晶格高速雪崩光电检测器 211

习题 216

第一节 光电子集成的基本思想 218

第十三章 光电子集成器件(OEIC) 218

第二节 单片集成多段式可调谐激光器 220

第三节 高速OEIC光发送机 223

第四节 高速OEIC光接收机 225

习题 226

参考文献 227

第三篇 光纤技术的重要进展 231

第十四章 掺铒光纤放大器(EDFA) 231

第一节 EDFA的基本原理和结构 231

第二节 EDFA的传输和速率方程理论 234

第三节 EDFA的基本特性 236

习题 238

第十五章 光纤光栅 239

第一节 光纤光敏效应和光纤光栅紫外写入技术 239

第二节 光纤光栅的模式耦合方程 243

第三节 光纤光栅的光学特性 246

第四节 紫外写入光纤光栅的应用 253

习题 257

第十六章 高速率大容量光信号传输 258

第一节 光纤色散补偿 258

第二节 光信号的时分复用(OTDM) 261

第三节 密集波分复用(DWDM)技术 263

第四节 Tbit/s光信号传输 265

习题 268

参考文献 269

第四篇 光纤测量原理 273

第十七章 光纤几何参数的测量 273

第一节 折射近场法 273

第二节 近场扫描法 276

第三节 反射法 278

习题 279

第十八章 光纤损耗和色散的测量 280

第一节 概述 280

第二节 光纤衰减测量 281

第三节 光纤衰减的现场测试 287

第四节 光纤色散的测量 291

第五节 偏振模色散的测量 295

习题 298

第十九章 光纤偏振特性的测量 299

第一节 单模光纤的双折射 299

第二节 光纤拍长的测量 301

第三节 侧向压力法拍长测试装置 304

第四节 偏振光时域反射计 305

习题 307

第二十章 光纤折射率分布及数值孔径的测量 308

第一节 光纤折射率分布的测量 308

第二节 光纤数值孔径的有关概念 313

第三节 最大理论数值孔径的测试方法 314

习题 317

第一节 模场直径的有关定义 318

第二十一章 单模光纤模场直径及截止波长的测量 318

第二节 单模光纤模场直径测量 320

第三节 单模光纤截止波长的有关概念 322

第四节 单模光纤截止波长的测试 323

习题 325

第二十二章 光纤的机械特性和强度试验 326

第一节 光纤的强度衰弱和断裂 326

第二节 光纤的强度实验及其表征参数 327

习题 330

参考文献 331