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第1章 绪论1

第2章 光6

2.1 什么是光？6

2.2 波粒二象性7

2.2.1 波动理论8

2.2.2 射线模型10

2.3 电磁波的功率与能量11

第3章 光纤14

3.1 光在波导中的传播14

3.1.1 平板波导的导光机理14

3.1.2 光纤中的导行波15

3.2 光纤中光的传播，多模和单模光纤18

3.2.1 制作光纤的玻璃18

3.2.2 光在光纤中的传播，接收角和数值孔径18

3.2.3 光纤中的横模，模式混合20

3.2.4 光纤的单模条件和截止波长26

3.2.5 模场直径27

3.3 光纤的衰减28

3.3.1 紫外吸收28

3.3.2 瑞利散射28

3.3.3 水分子的吸收29

3.3.4 红外吸收30

3.3.5 光纤衰减系数随波长的变化31

3.4 光纤色散与色散补偿32

3.4.1 色散的概念及其影响32

3.4.2 色散机理35

3.4.3 光纤类型46

第4章 光纤连接，耦合器与光开关49

4.1 光纤的连接和熔接49

4.1.1 光纤熔接49

4.1.2 光纤连接器50

4.2 光耦合器和光开关52

4.2.1 光耦合器52

4.2.2 耦合器的类型54

4.2.3 光开关58

第5章 光发射机67

5.1 半导体光发射机的基本组成67

5.2 有源介质69

5.2.1 半导体的能带结构，直接和间接跃迁69

5.2.2 材料选择70

5.2.3 半导体的辐射发光，LED72

5.2.4 半导体光发射机的基本结构76

5.3 谐振腔78

5.3.1 FP激光器79

5.3.2 动态单纵模激光器（DSM）81

5.4 激光器的特性83

5.4.1 P-I特性，温度稳定性和老化83

5.4.2 半导体激光器的光谱84

5.4.3 辐射特性84

5.5 光网络中激光器的选择85

5.5.1 具有DFB谐振腔的MQW激光器——边发射发光二极管85

5.5.2 垂直腔面发射激光器（VCSEL）88

第6章 激光的调制90

6.1 激光调制的概念90

6.2 光通信中的调制方法91

6.2.1 幅度调制（AM），功率调制91

6.2.2 脉冲幅度调制（PAM）91

6.2.3 脉冲位置调制（PPM）91

6.2.4 脉冲编码调制（PCM）92

6.3 半导体激光器的直接调制93

6.4 半导体激光器的间接调制98

6.4.1 相位和频率调制99

6.4.2 强度或功率调制99

第7章 光接收机102

7.1 光接收机的基本工作原理102

7.2 PIN光电二极管104

7.3 雪崩光电二极管（APD）105

7.4 接收机的噪声，误码率107

7.4.1 散粒噪声108

7.4.2 强度噪声109

7.4.3 热嗓声（奈奎斯特噪声）109

7.4.4 倍增噪声110

7.4.5 误码率111

7.4.6 光外差接收112

第8章 光网络元件115

8.1 光放大器115

8.1.1 EDFA115

8.1.2 ROA122

8.1.3 SOA126

8.2 复用／解复用器（MUX/DEMUX）129

8.2.1 用于波长MUX/DEMUX的光学滤波器129

8.2.2 OADM135

8.2.3 OXC137

第9章 光纤与光通信系统的测量139

9.1 光纤测量139

9.1.1 折射率分布的测量139

9.1.2 光纤衰减的测量140

9.1.3 色散测量144

9.2 数据传输性能的测量146

9.2.1 BER测量，接收机的灵敏度146

9.2.2 眼图147

第10章 光纤的非线性效应150

10.1 光学非线性效应151

10.2 光纤中的非线性效应152

10.2.1 光纤中的非线性散射153

10.2.2 光纤中的三阶非线性效应，四波混频154

10.3 光纤中的啁啾155

10.4 基于非线性的偏振色散管理157

10.4.1 减小啁啾157

10.4.2 啁啾的利用158

10.5 有源色散补偿160

10.6 光孤子161

第11章 无源与有源光网络164

11.1 通信拓扑166

11.2 复用方式168

11.2.1 空分复用169

11.2.2 时分复用169

11.2.3 波分复用171

11.3 WDM系统177

11.4 信号再生178

练习解答180

参考文献184