光纤光学前沿PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1光纤光学学科的重要性与持续性 1

1.2光纤光学主要研究方向 2

1.3本书主要内容 2

1.4本书主要特点 3

1.4.1简要直观，突出重点 3

1.4.2 系统深入，强调前沿 3

1.4.3开拓思路，展望未来 3

第2章 光纤波导概论 5

2.1光纤类型与特性 5

2.1.1光纤的几何尺寸与分类 6

2.1.2归一化频率 7

2.1.3光纤损耗 7

2.1.4光纤色散 8

2.1.5偏振模色散 11

2.2常用特种光纤 15

2.2.1保偏光纤 15

2.2.2色散补偿光纤 19

2.2.3稀土掺杂有源光纤 22

2.2.4光敏光纤 27

2.2.5 塑料光纤 31

2.3光纤中的非线性效应 33

2.3.1光纤中的非线性效应基本概念 33

2.3.2光纤中的几种常见的非线性效应 35

2.3.3小结 38

参考文献 39

第3章 光纤光栅与光纤耦合技术 42

3.1光纤布拉格光栅 42

3.1.1光纤光栅结构及应用 42

3.1.2光纤布拉格光栅的光敏性 45

3.1.3光纤光栅的写入方法 46

3.1.4光纤光栅耦合模理论和传输矩阵 47

3.2常用光纤布拉格光栅器件 53

3.2.1均匀光纤布拉格光栅 53

3.2.2啁啾光纤布拉格光栅 53

3.2.3相移光纤布拉格光栅 54

3.2.4取样光纤布拉格光栅 54

3.2.5切趾光纤光栅 55

3.2.6闪耀光纤光栅 56

3.2.7声光光纤光栅 56

3.3多信道光纤布拉格光栅器件 56

3.3.1纯相位取样光纤布拉格光栅 56

3.3.2取样大啁啾光纤光栅（LCSNG） 58

3.3.3多信道光纤布拉格光栅在波分复用系统中的应用 61

3.3.4等效啁啾 63

3.3.5 等效相移 67

3.3.6 重构-等效啁啾技术及应用 69

3.4长周期光纤光栅 72

3.5光纤耦合技术 76

3.5.1光纤耦合的模场理论 77

3.5.2光纤与半导体激光器的耦合 79

3.5.3光纤与半导体激光器一维阵列的耦合 81

3.5.4光纤与半导体激光器二维阵列的耦合 83

参考文献 85

第4章 光子晶体光纤 95

4.1光子晶体光纤发展沿革 95

4.1.1光子晶体光纤的导模机制及类型 97

4.1.2光子晶体光纤的数值分析方法 102

4.1.3光子晶体光纤的制造 104

4.2光子晶体光纤的传输特性 107

4.2.1损耗特性 107

4.2.2 色散特性 110

4.2.3双折射 113

4.2.4非线性 115

4.2.5无截止波长单模传输 119

4.3光子晶体光纤光栅 121

4.3.1光子晶体光纤光栅概述 121

4.3.2光子晶体光栅的应用实例 123

4.4光子晶体光纤在能量传输中的应用 124

参考文献 128

第5章 微纳光纤 140

5.1微纳光纤制备 140

5.2微纳光纤特性 142

5.2.1损耗特性 142

5.2.2模场分布特性 143

5.2.3色散特性 144

5.2.4其他相关特性研究 144

5.3微纳光纤谐振腔与激光器 145

5.3.1微纳光纤谐振腔 145

5.3.2微纳光纤结型激光器 149

5.4微纳光纤在冷原子、量子光学等领域中的应用 150

5.4.1基于微纳光纤的冷原子的捕获和传导 150

5.4.2微纳光纤在量子光学中的应用 151

参考文献 153

第6章 光纤光源 158

6.1光纤放大器 158

6.1.1放大器的种类 158

6.1.2光纤放大器前沿进展 159

6.2大功率光纤激光器 163

6.2.1大功率光纤激光器的应用 163

6.2.2大功率光纤激光器的发展历程与研究现状 164

6.2.3光纤激光器的性能参数 166

6.2.4大功率光纤激光器基本原理与关键技术 167

6.2.5影响功率的关键因素 177

6.2.6总结与展望 178

6.3超短脉冲光纤激光器 178

6.3.1孤子的由来和分类 180

6.3.2孤子光纤激光器 182

6.3.3展宽脉冲光纤激光器 184

6.3.4自相似光纤激光器 184

6.3.5全正色散光纤激光器 186

6.3.6超短脉冲光纤激光器内其他孤子现象 189

6.3.7基于新型饱和吸收体的超短脉冲光纤激光器 194

6.4窄线宽光纤激光器 195

6.4.1窄线宽光纤激光器的发展现状 195

6.4.2 DFB光纤激光器的原理 196

6.4.3高频调制大功率窄线宽DFB光纤激光器 197

6.5基于非线性效应的激光器和振荡器 200

6.5.1光纤拉曼激光器 200

6.5.2光纤布里渊激光器 202

6.5.3光纤参量振荡器 203

6.6光子晶体光纤在激光器中的应用 205

6.7超连续谱的产生及应用 209

参考文献 212

第7章 光纤布拉格光栅传感的复用与解调 224

7.1光纤布拉格光栅传感机制 224

7.2光纤布拉格光栅传感复用技术 225

7.2.1 FBG的WDM技术 226

7.2.2 FBG的TDM技术 226

7.2.3 FBG的SDM技术 228

7.2.4 FBG的FDM技术 228

7.2.5 FBG的WDM+TDM+SDM技术 230

7.3光纤布拉格光栅传感器的解调技术 230

7.3.1滤波解调技术 231

7.3.2成像光谱解调技术 239

7.3.3基于光学色散补偿器件的解调制技术 242

7.3.4基于DBR激光器的拍频解调技术 243

参考文献 244

第8章 分布式光纤传感技术 249

8.1光时域反射（OTDR）传感技术 250

8.1.1 OTDR传感原理 250

8.1.2 OTDR的分类 252

8.1.3 OTDR的性能指标 255

8.2分布布里渊传感技术 256

8.2.1光纤布里渊分布式传感机理 256

8.2.2光纤布里渊分布式传感分类 257

8.2.3光纤布里渊分布式传感的性能指标 259

8.2.4高空间分辨率布里渊光纤传感系统 260

8.2.5超长距离布里渊分布式传感 263

8.3拉曼分布式传感技术 265

8.4波长编码时域反射技术 267

参考文献 270

第9章 新型光纤传感机制与技术 275

9.1光腔衰荡光谱传感 275

9.1.1光腔衰荡光谱传感 275

9.1.2法布里-拍罗（F-P）腔衰荡传感器 279

9.1.3小结 280

9.2光纤法布里-拍罗（F-P）传感器 280

9.3光纤表面等离子体传感 284

9.4光纤表面增强拉曼散射传感 286

9.5光子晶体光纤在传感中的应用 288

9.5.1基于PCF光栅的传感 288

9.5.2干涉型PCF传感 289

9.5.3 PCF液体／气体传感 291

9.5.4 PCF表面增强拉曼散射传感 297

9.6微纳光纤传感器 299

9.6.1光强测量型微纳光纤传感器 300

9.6.2光谱测量型微纳光纤传感器 301

参考文献 302

第10章 光纤信息处理技术 315

10.1相位敏感光放大 315

10.2波长转换与全光再生 316

10.2.1波长转换 317

10.2.2全光信号再生 321

10.2.3光学相位共轭 323

10.3光开关与光逻辑 324

10.3.1光开关 325

10.3.2全光逻辑 327

10.4光纤延迟线与缓存 327

10.5慢光 330

10.5.1慢光原理 330

10.5.2慢光的物理实现方法 332

10.5.3基于光纤非线性效应的可调慢光 333

10.5.4波长转换与色散组合的延迟技术 339

10.5.5慢光性能衡量指标 340

10.5.6光纤慢光应用实例 341

10.5.7今后研究方向 343

10.6码型变换与组播 344

10.7多维光信息处理 346

10.7.1多波长全光再生 346

10.7.2偏振复用系统中的全光再生 348

10.7.3偏振复用系统中的全光波长转换 350

参考文献 352

第11章 高速光纤通信前沿 365

11.1高光谱效率调制方式 365

11.2相干光检测 369

11.3复用技术 373

11.3.1偏振复用技术 373

11.3.2光正交频分复用技术 374

参考文献 380

第12章 光纤通信中的光性能监测 386

12.1基本光性能监测技术 387

12.2光信噪比监测技术 389

12.2.1带外光信噪比监测技术 389

12.2.2带内光信噪比监测技术 390

12.3色度色散监测技术 393

12.3.1相移技术 394

12.3.2射频功率技术 396

12.4偏振模色散监测技术 399

12.4.1射频功率技术 399

12.4.2偏振度测量技术 402

12.5多参数监测技术 403

12.5.1非线性效应技术 403

12.5.2异步采样技术 403

12.5.3相干检测技术 404

12.6结论 404

参考文献 405

第13章 波分复用无源光网络 412

13.1无源光网络概述 412

13.2 WDM-PON光源技术 413

13.2.1长可调谐激光器 413

13.2.2基于光谱分割技术的宽带光源 414

13.2.3自注入式光源 415

13.2.4载波分配技术（carrier distributed） 416

13.2.5注入锁定技术（injection locking） 417

13.2.6波长再利用技术 418

13.3 WDM-PON组网与传输 421

13.3.1断路保护 421

13.3.2广播与组播服务 422

13.3.3长距离WDM-PON 423

13.3.4混合无源光网络（hybrid TDM/WDM PON） 424

13.4小结 425

参考文献 426

第14章 光纤保密通信与编码技术 428

14.1偏振与量子密钥保密通信编码 428

14.1.1量子保密通信简介 428

14.1.2偏振纠缠对的产生 429

14.1.3量子保密系统 430

14.2 OCDMA编解码技术 434

14.2.1 OCDMA技术的原理及特点 435

14.2.2 OCDMA技术的发展历程及分类 436

14.2.3 OCDMA的关键技术 440

14.3光纤混沌同步通信编码技术 448

14.3.1同步混沌编码技术 449

14.3.2影响光纤混沌保密通信系统通信质量的因素 453

14.3.3光纤混沌保密通信发展 456

14.4光跳频编码保密通信技术 456

14.4.1光跳频通信基本原理 456

14.4.2光跳频通信的应用领域 458

14.4.3波长快速编码光电子器件 459

14.4.4光跳频编码通信技术方案 461

14.4.5光跳频编码通信的未来发展 462

参考文献 462

第15章 微波光子链路及信息处理技术 469

15.1微波光纤链路 469

15.1.1链路模型 469

15.1.2噪声指数 470

15.1.3系统带宽 471

15.1.4非线性失真与无杂散动态范围 471

15.2光载无线通信系统 475

15.3光生微波／毫米波／UWB信号技术 481

15.3.1光生微波／毫米波技术 481

15.3.2超宽带（UWB）信号的光子学产生方法 488

15.4光子微波滤波与频率测频技术 497

15.4.1微波光子滤波器 497

15.4.2光子型微波测频技术 504

15.5光子移相器及光控相控阵天线 513

15.5.1光子射频移相器 513

15.5.2光控相控阵天线 518

15.6光子模数转换技术 527

参考文献 538

第16章 光纤微波光子技术 547

16.1高速光探测器频率响应测量 547

16.1.1高速光探测器频响测量方法 547

16.1.2采用单个DBR可调谐激光器的光外差法测量探测器频响 549

16.2光纤色散在光谱精细结构分析中的应用 554

16.2.1半导体激光器光谱的精细结构 555

16.2.2利用光纤的群速色散研究光谱精细结构 559

16.3光纤延迟在光谱线形和线宽分析中的应用 562

16.3.1半导体激光光源线形线宽的时域-频域模型 563

16.3.2半导体激光光源线形线宽的理论推导 564

16.3.3基于光外差方式及光纤延迟技术对光谱线形的测量 565

16.4光纤环在光自注入中的应用 569

16.4.1激光器光谱线宽的压窄 569

16.4.2窄线宽微波信号的产生 574

16.5基于光纤环的激光器波长漂移精确测量 575

16.5.1光纤环谐振腔的频率响应 575

16.5.2频率响应曲线 576

16.5.3光波长漂移精确测量 577

参考文献 579