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第一章 概述 1

第一节 简介 1

一、光纤通信基本概念 1

二、光纤通信系统的基本组成 2

三、光纤通信系统的分类 4

四、光纤通信的特点 5

五、光纤通信的发展 6

第二节 光纤通信原理与设备 10

一、光纤通信原理 10

二、光波原理 11

三、光纤线路的传输码型 14

四、光纤连接器 14

五、光源和光端设备 14

六、应重点发展的光纤通信技术 15

第三节 全光通信技术 16

一、全光通信网络思路 16

二、全光通信网络的设计 18

三、全光网络的关键技术 22

四、实现全光通信的技术 23

第二章 光纤基础 28

第一节 简介 28

一、基本概念 28

二、光纤的结构 28

三、光纤的主要品种与特性 29

四、国内光纤技术 38

第二节 光纤特性与基础 39

一、光纤的工作窗口 39

二、光纤剖面折射率分布型式 40

三、光纤中传输模式 41

四、光纤传输特性 42

第三节 光纤的制备技术 56

一、玻璃光纤的制备技术 56

二、塑料光纤的制备技术 91

三、晶体光纤的生长技术 92

第四节 光纤的应用 93

一、用于核心网干线的低衰减、中等色散和大有效面积光纤 93

二、用于城域网的负色散平坦光纤 94

三、用于局域网的塑料光纤 94

四、用于室内布线的弯曲不敏感和小接头损耗光纤 95

第三章 玻璃光纤 96

第一节 石英玻璃光纤 96

一、纯石英玻璃光纤 96

二、稀土掺杂石英玻璃光纤 113

三、掺氟石英玻璃光纤 142

四、掺氮石英玻璃光纤 148

五、P2O5掺杂石英单模光纤 149

六、大功率Nd-YAG激光传输石英玻璃光纤 150

第二节 氟化物玻璃光纤 155

一、简介 155

二、纯氟化物玻璃光纤 168

三、稀土掺杂氟化物玻璃光纤 174

第三节 硫系玻璃光纤 180

一、简介 180

二、光纤制备工艺 181

三、性能特性 187

四、应用与关键技术 191

五、几种硫系光纤 194

第四章 塑料光纤 203

第一节 概述 203

一、简介 203

二、塑料光纤纤芯材料 206

三、塑料光纤制备技术 214

四、塑料光纤的性能 221

五、塑料光纤的应用 223

第二节 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）光纤 224

一、简介 224

二、PMMA芯/氟树脂包层塑料光纤 226

三、共挤法制备突变型PMMA塑料光纤 229

四、含氟自由基引发聚合PMMA塑料光纤 232

五、光缆用甲基丙烯酸改性PMMA耐热性光纤 234

六、提高PMMA光纤芯材耐热性的措施 235

第三节 聚苯乙烯（PS）光纤 237

一、光纤用PS特性与合成 237

二、PS光纤的涂覆工艺技术 242

三、PS光纤共挤拉制工艺技术 249

第四节 聚碳酸酯（PC）光纤 252

一、简介 252

二、PC光纤的机械与光学性试验 253

三、抗辐照性能分析 256

第五节 含氟塑料光纤 258

一、POF对氟树脂材料的要求 258

二、POF用氟树脂种类 260

三、含氟塑料光纤的制备方法 268

四、性能与影响因素分析 269

五、含氟塑料光纤的研究方向 271

第六节 耐热塑料光纤 272

一、简介 272

二、耐热POF的制备方法 273

三、马来酰亚胺/PMMA耐热光纤 276

四、N-异丙基马来酰亚胺/MMA光纤 280

第七节 塑料光纤研究方向与展望 283

一、重点研究的光纤品种 283

二、展望 284

第五章 晶体光纤 286

第一节 单晶光纤 286

一、简介 286

二、铌酸锂单晶光纤 290

三、蓝宝石单晶光纤 296

四、掺Ti3+：Al2O3单晶光纤 303

五、钇铝石榴石单晶光纤 307

六、氯化物单晶光纤 316

七、硅酸铋单晶光纤 321

八、LiB3O5单晶光纤 323

第二节 多晶光纤 324

一、卤化银多晶光纤 324

二、KRS-5多晶光纤 332

第三节 光子晶体光纤 334

一、简介 334

二、石英光子晶体光纤 341

三、聚合物光子晶体光纤（pPCF） 342

四、光子晶体光纤的分析方法 345

第六章 光缆 347

第一节 简介 347

一、基本概念与作用 347

二、组成 347

三、结构 348

四、光缆的主要类型与特点 349

五、光缆制品命名 358

第二节 光缆性能设计与实现方法 361

一、光缆主要特性设计 361

二、实现方法 365

第三节 光缆制备技术 365

一、简介 365

二、光纤成缆工艺 367

三、光缆综合护套挤出工艺 370

四、铠装工艺 374

五、综合护套生产线与设备 374

第四节 光纤/光缆接入技术与线路的故障检测 375

一、接入技术 375

二、光缆线路故障测试与定位 380

第五节 光缆应用技术 382

一、FTTH工程用光缆 382

二、电力通信用架空光缆 389

三、海底光缆 398

四、武器装备用特种光缆与组件 405

第七章 光纤通信无源器件 412

第一节 光纤连接器 412

一、简介 412

二、多芯光纤集成连接器 421

三、高回波损耗光纤连接器 425

四、SC型光纤连接器 429

五、SFF光纤连接器 433

六、军事与宇航用光纤连接器 436

第二节 光纤耦合器 440

一、主要品种与性能 440

二、熔锥型光纤耦合器 443

三、熔锥型保偏光纤耦合器 445

四、2×2单模光纤耦合器 453

五、可调光子晶体光纤耦合器 455

六、混合波导法制备塑料光纤耦合器 457

七、1×7锥形混合棒塑料光纤耦合器 460

八、光纤光栅耦合器 463

第三节 波分复用器 466

一、波分复用器的实现技术 466

二、色散棱镜式光纤波分复用器 472

三、全息光栅型（HG）波分复用器 474

四、全光纤密集型波分复用器 476

五、980/1550nm光纤泵浦波分复用器 479

六、1.31/1.55μm高性能单模光纤波分复用器 481

第四节 光开关 484

一、简介 484

二、主要品种与性能 484

三、机械式光开关 488

四、微机械光开关 498

五、聚合物热光型光开关 508

六、新型石英热光型光开关 511

第五节 光纤光栅 513

一、主要类型与特点 513

二、应用 515

第六节 光纤陀螺 523

一、简介 523

二、单光纤光纤陀螺 525

三、最小结构的光纤陀螺仪 528

第七节 其他光通信无源器件 530

一、调制器 530

二、可调谐光滤波器 536

三、光隔离器 542

四、双折射器件 544

五、光分插复用器 548

六、光环形器 552

第八章 光纤通信有源器件 553

第一节 简介 553

一、光源 553

二、光发射机 554

三、发光机理 554

第二节 半导体激光器光源 559

一、半导体激光器类型与特点 559

二、波长可调半导体激光器的类型与特点 564

三、垂直腔表面发射激光器 569

四、半导体激光器的特性 570

第三节 光纤激光器光源 574

一、简介 574

二、可调谐光纤激光器 575

三、被动锁模光纤激光器 579

四、光子晶体光纤（PCF）激光器 579

五、掺饵光纤激光器 584

六、大功率波长可调谐包层泵浦稀土掺杂石英光纤激光器 586

第四节 半导体发光二极管光源 601

一、半导体中光的发射原理 601

二、半导体发光二极管 602

三、半导体激光二极管 604

第五节 光放大器 607

一、简介 607

二、半导体光放大器 610

三、光纤放大器 614

第九章 光纤通信系统与设备 631

第一节 简介 631

第二节 光纤通信系统的设计 633

一、总体设计 633

二、功率设计 639

三、带宽设计 643

四、单信道光纤通信系统设计 645

五、DWDM系统工程设计 649

第三节 无源光网络的接入技术 657

一、光纤通信网络 657

二、无源光网络 664

三、PON接入系统 668

四、三网融合——接入网 678

第四节 光纤通信设备 679

一、光发射机 679

二、光探测和光接收机 683

第五节 光纤通信系统的调制 705

一、简介 705

二、传输体制调制 706

三、系统的性能指标 709

四、模拟信号的调制 711

参考文献 714