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目录1

第一章　光通信概述1

1.1　什么叫光通信1

1.2　新型光源与光纤传输线的发展史3

1.3　几种传光方法6

〔1〕空间传播——一种简单的传光方法6

〔2〕透镜列波导系统8

〔3〕光纤传输线9

1.4　光纤通信及其优点10

第二章　传光现象基础12

2.1　折射与反射12

2.2　传光原理15

2.3　沿波导传输的光波的模17

2.4　模数21

2.5　群速度25

2.6　TE模和TM模27

3.1　聚焦型波导29

第三章　光波导的性质和聚光29

〔1〕聚焦型波导中波的传播30

〔2〕聚焦型波导中模的次数32

〔3〕聚焦型波导中模的群速度35

3.2　折射率分布不同的波导35

3.3　单模波导38

3.4　波导是弯曲时的传光特点39

3.5　界面有凹凸时的传光特点41

3.6　聚光的方法42

第四章　发光和激光器工作的原理45

4.1　发光现象的机理和激光器45

〔1〕发光机理45

〔2〕光放大和光振荡的机理46

4.2　半导体的发光和发光二极管49

〔1〕半导体发光材料49

〔2〕发光二极管52

〔1〕激光器的振荡原理54

4.3　激光器的工作原理54

〔2〕激光器的振荡条件56

〔3〕室温下连续工作的双异质结激光器57

4.4　半导体激光器59

〔1〕双异质结半导体激光器的工作原理59

〔2〕半导体激光器的振荡光谱61

〔3〕双异质结半导体激光器的制法61

〔1〕相干原理66

4.5　辐射光的性质66

〔2〕激光与其相干性67

第五章　光通信光源70

5.1　通信光源的特点70

〔1〕光源的必要条件71

〔2〕光源的充分条件72

5.2　光纤的传输特性和发光元件74

5.3　光源75

〔1〕砷镓铝（GaAlAs）系列发光二极管75

〔2〕砷镓铝（GaAlAs）系列半导体激光二极管77

〔3〕条形激光器79

〔4〕提高可靠性的途径81

〔5〕输出功率和效率82

〔6〕砷镓铝（GaAlAs）双异质结激光器的温度特性83

5.4　光源与光纤的耦合84

5.5 长波长的半导体光源86

〔1〕砷镓铟（InGaAs）系列86

〔2〕锑砷镓（GaAsSb）系列87

5.6　固体激光器88

〔3〕磷砷镓铟（InGaAsP）系列88

5.7　改进型半导体激光器90

第六章 光调制、解调和集成光路94

6.1　光调制94

6.2　半导体激光器的直接调制96

〔1〕谐振现象98

〔2〕谐振频率附近产生的脉冲99

〔3〕张弛振荡99

〔4〕脉冲调制的载流子累积效应100

6.3　发光二极管的直接调制103

6.4　外调制104

〔1〕相位调制器104

〔2〕波导型调制器106

6.5　光电探测器107

〔1〕光功率和电信号107

〔2〕对光电探测器的要求107

〔3〕雪崩光电二极管（APD）的工作原理108

〔4〕雪崩放大110

6.6　集成光路概要111

6.7　集成光路用的波导113

6.8　波导型无源光路114

〔1〕滤光器114

〔2〕单向波导115

6.9　波导型有源光路115

〔1〕集成激光器115

〔2〕波导型调制器和偏转器116

〔3〕波导型光电探测器117

〔4〕参量光波导117

〔5〕具有存贮作用的波导118

6.10　集成光路展望118

第七章 光纤传输线119

7.1　光纤的种类与特征119

7.2　光纤的基本常数121

〔1〕圆柱形光纤的参数121

〔2〕折射率阶跃型光纤中光波的模122

〔3〕聚焦型光纤125

7.3　光纤用的材料和制法128

〔1〕石英玻璃光纤128

〔2〕多组分玻璃光纤130

7.4　光纤的损耗131

〔1〕吸收损耗与散射损耗132

〔2〕界面散射损耗和弯曲损耗133

〔3〕光纤的对接损耗134

7.5　折射率分布的测试方法135

7.6　光纤的传输带宽137

〔1〕传输带宽受限制的主要原因137

〔2〕折射率色散139

〔3〕结构色散141

〔4〕模色散142

〔5〕模耦合和模次数对损耗的影响144

〔6〕几种光纤的传输特性146

7.7　光缆及其对接148

第八章 光通信系统及其应用151

8.1　光纤通信的特征和应用领域151

〔1〕光通信和传统的有线通信比较151

〔2〕光纤通信的优点和应用领域152

8.2　光纤通信的传输距离152

〔1〕传输系统概述153

〔2〕最低接收电平154

〔3〕传输距离156

〔4〕传输方式和传输距离的关系157

8.3　光的传输方式二、三例159

〔1〕光脉冲间隔调制（PIM）方式159

〔2〕脉码调制（PCM）的光传输159

〔3〕电力系统用的光通信系统162

〔4〕观测和控制用的光纤163

附录165

附录一 聚焦型波导内的光线轨迹——式（3.4）的推导165

——式（3.9）的推导166

附录二 聚焦型波导中光线传播一个周期的相位变化166

附录三　式（3.12）和式（3.15）的推导168

附录四　厄密-高斯型模函数168

附录五　聚焦型光纤中各种模的对应关系169

参考文献170

百分损耗（％）与分贝损耗（dB）换算表188

dBm与mW换算表188

电磁波频率f与波长λ换算表189

光纤的特征及其应用范围190