光波技术基础 内容简介

本书根据现代光通信和光传感技术的需求，较深入和系统地论述了光纤和光电子器件的有关理论和技术。本书由10章组成，内容涵盖了光通信技术的发展，若干基础技术手段和器件，光纤的基本理论、传输特性及制造工艺，无源光器件，光纤光栅，激光器，电光调制器，光探测器，光纤放大器和光纤测量等知识。本书在内容上强调系统性、可读性、先进性和实用性，深入浅出进行启发式阐述，注重物理概念与实际应用相结合。 本书可作为高等院校通信工程及相关专业本科生、研究生的教材，也可作为从事光纤技术的科研工作者和工程技术人员的参考资料。

光波技术基础 目录

第1章 绪论 1
1.1 光通信技术的发展 1
1.1.1 光通信器件的发展 2
1.1.2 光纤通信系统的演进 3
1.2 光通信基础 5
1.2.1 复接与分插 5
1.2.2 准同步数字体系与同步数字体系 6
1.2.3 数字光纤通信系统 7
1.3 光通信技术优势和特点 9
1.4 光通信技术未来展望 10
习题 11
第2章 光纤波导理论基础 12
2.1 光纤的基本结构与分类 12
2.1.1 光纤的基本结构与导波原理 12
2.1.2 全反射相移、穿透深度和Goos-H?nchen位移 16
2.1.3 光纤折射率分布的类型 21
2.1.4 单模光纤与多模光纤 23
2.2 光波导的一般理论 24
2.2.1 光波导的一般理论与性质 24
2.2.2 模式 27
2.3 阶跃折射率光纤 32
2.3.1 概述 32
2.3.2 矢量模 34
2.3.3 标量法与线偏振模 37
2.3.4 阶跃折射率光纤的模式求解 40
2.4 单模光纤 63
2.4.1 概述 63
2.4.2 单模光纤的基本性质 64
2.4.3 功率限制因子、模场直径与有效面积 67
习题 72
第3章 光纤传输特性 75
3.1 光纤损耗 75
3.1.1 光纤损耗概述 75
3.1.2 光纤损耗的种类及特点 76
3.1.3 弯曲损耗 80
3.1.4 光纤损耗性能的改善技术 82
3.2 光纤色散 83
3.2.1 色散概述 83
3.2.2 光脉冲的色散展宽 89
3.2.3 单模光纤中的色散 97
3.2.4 光纤的分类与ITU ? T建议 101
3.3 光纤中的非线性效应 105
3.3.1 非线性传输方程 106
3.3.2 自相位调制 113
3.3.3 交叉相位调制 117
3.3.4 四波混频 122
3.3.5 受激非弹性散射 127
3.3.6 光纤中的光学孤立子 130
习题 133
第4章 光纤制造技术与特种光纤 135
4.1 光纤制造技术及光缆 135
4.1.1 光纤制造技术 135
4.1.2 光缆 139
4.2 特种光纤 141
4.2.1 特种光纤概述 141
4.2.2 保偏光纤 142
4.2.3 稀土掺杂光纤 144
4.2.4 色散补偿光纤 146
4.2.5 光子晶体光纤 147
4.2.6 大模场面积光纤 150
4.2.7 多芯光纤与少模光纤 152
习题 157
第5章 无源光器件 158
5.1 概述 158
5.2 基本无源光器件 158
5.2.1 连接器 158
5.2.2 衰减器 161
5.2.3 隔离器 164
5.2.4 光环行器 167
5.2.5 波分复用器 168
5.3 光纤耦合器 170
5.3.1 X型（2 × 2）光纤耦合器的基本工作原理 171
5.3.2 X型（2 × 2）光纤耦合器制作方法 172
5.3.3 X型（2 × 2）光纤耦合器的指标 172
5.3.4 光纤熔融拉锥耦合器的应用实例 173
5.3.5 光纤熔融拉锥耦合器用于波分复用 174
5.3.6 光纤熔融拉锥耦合器用于构成马赫 ? 曾德尔干涉仪 176
5.4 PLC光耦合器 177
5.4.1 PLC 光耦合器的分类 178
5.4.2 1 × N PLC光分路器的工作原理 178
5.4.3 PLC 光分路器的制作工艺 180
5.4.4 PLC光分路器主要指标 181
5.5 阵列波导光栅 182
5.5.1 AWG的发展现状 182
5.5.2 AWG的基本工作原理 183
5.5.3 AWG的性能指标 183
5.6 光开关 184
5.6.1 光开关的分类 185
5.6.2 光开关的特性参数 186
5.6.3 液晶光开关 187
5.6.4 MEMS光开关 188
习题 190
第6章 光纤光栅的研究与应用 191
6.1　引言 191
6.1.1　光纤光栅的发展历程 191
6.1.2　光纤光栅的主要应用 193
6.2　光纤光栅的分类和工作原理 194
6.2.1　光纤光栅的分类 194
6.2.2　光纤光栅的工作原理 197
6.3　光纤光栅的制作方法 198
6.3.1　光纤光栅制作的基本条件 198
6.3.2　短周期光纤光栅的制作方法 199
6.3.3　长周期光纤光栅的制作方法 202
6.3.4　逐点写入法制作光纤光栅的意义和进展 204
6.4　光纤光栅的特性 206
6.4.1　短周期光纤光栅的光谱特性 206
6.4.2　短周期光纤光栅的时延特性 210
6.4.3　长周期光纤光栅的光谱特性 212
6.5　光纤光栅的应用和展望 213
6.5.1　光纤光栅色散补偿 213
6.5.2　基于光纤光栅的各类器件 214
6.5.3　光纤光栅传感 214
6.5.4　光纤光栅主要新技术和发展前景 215

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