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