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第1章　绪论1

1.1　光通信发展史1

1.1.1　现代通信的发展1

1.1.2　光通信的发展2

1.1.3　光纤通信的优点4

1.2　国内外光纤通信技术发展概况5

1.3　光纤通信系统的基本构成7

思考题与习题8

参考文献8

第2章　光纤的传输特性9

2.1　介质平板波导中的波9

2.1.1　折射定律9

2.1.2　介质平板波导的结构10

2.1.3　介质平板波导的射线理论11

2.2　阶跃折射率光纤14

2.2.1　阶跃折射率光纤中射线的概念14

2.2.2　阶跃折射率光纤的标量解法17

2.2.3　标量模与矢量模之间的关系25

2.2.4　β-V曲线27

思考题与习题29

参考文献30

第3章　影响光纤传输特性的一些物理因素31

3.1　光纤的损耗31

3.1.1　光纤损耗的定量描述31

3.1.2　损耗的来源32

3.1.3　光纤的瑞利反向散射研究37

3.2　光纤的色散及降低色散的措施42

3.2.1　光纤的色散42

3.2.2　色散位移光纤（DSF）和非零色散位移光纤（NZ-DSF）51

3.3　单模光纤中的偏振（极化）及保偏光纤和单偏振光纤52

3.3.1　单模光纤中的偏振52

3.3.2　PMD53

3.3.3　偏振稳定性及其对系统性能的影响55

3.3.4　保偏光纤和单偏振光纤57

3.4　光纤的非线性58

3.4.1　非线性极化理论58

3.4.2　光纤中的参量非线性：SPM、XPM和FWM60

3.4.3　光纤中的非参量非线性：SRS与SBS63

3.5　降低色散的措施和色散补偿68

3.5.1　降低色散影响的措施68

3.5.2　色散补偿和色散管理69

思考题与习题73

参考文献74

第4章　光纤通信系统和网络中的光无源器件75

4.1　网络的散射矩阵表示法75

4.2　三端口器件78

4.2.1　三端口网络的一般特性78

4.2.2　Y波导78

4.2.3　环形器80

4.3　定向耦合器81

4.3.1　光纤耦合器的散射矩阵82

4.3.2　光纤耦合器的耦合模理论84

4.3.3　光纤耦合器的应用86

4.4　光纤布拉格光栅87

4.4.1　光纤布拉格光栅的光学特性88

4.4.2　光纤光栅的耦合模理论90

4.4.3　光纤光栅的应用91

4.5　法布里-珀罗（F-P）干涉仪96

4.5.1　F-P干涉仪的工作原理96

4.5.2　F-P干涉仪的主要性能参量99

4.5.3　F-P干涉仪的应用100

4.6　多层介质膜滤波器101

4.6.1　概述101

4.6.2　多层介质膜滤波器的工作原理101

4.6.3　多层介质薄膜滤波器的应用105

4.7　马赫-曾德干涉仪（MZI）105

4.8　阵列波导光栅107

4.8.1　AWG的结构和原理107

4.8.2　AWG的传输特性110

4.8.3　AWG在光纤通信技术中的应用110

4.9　光开关112

4.9.1　光开关的主要技术参量112

4.9.2　几种光开关介绍112

4.10　光子晶体及其器件118

4.10.1　光子晶体的基本概念118

4.10.2　光子晶体的能带理论119

4.10.3　光子晶体缺陷态119

4.10.4　光子晶体光纤120

4.10.5　光子晶体滤波器121

思考题与习题124

参考文献125

第5章　光纤通信技术中的光有源器件126

5.1　光纤通信的光源126

5.1.1　概述126

5.1.2　半导体光源的物理基础127

5.1.3　发光二极管（LED）137

5.1.4　半导体激光器140

5.1.5　掺饵光纤激光器159

5.1.6　激光器／光发射机的主要技术指标159

5.1.7　激光器的发展现状164

5.2　光检测器件172

5.2.1　PIN光检测器172

5.2.2　APD175

5.2.3　光检测器的输出噪声177

5.2.4　光检测器的响应时间178

5.3　光放大器件179

思考题与习题179

参考文献180

第6章　光纤通信技术中使用的光放大器181

6.1　半导体光放大器181

6.1.1　概述181

6.1.2　SOA的特性182

6.1.3　SOA在光纤通信系统和网络中的应用185

6.2　掺铒光纤放大器188

6.2.1　基本原理和结构188

6.2.2　EDFA性能分析192

6.2.3　EDFA应用200

6.3　拉曼光纤放大器205

6.3.1　概述205

6.3.2　基本原理、结构及种类206

6.3.3　性能分析208

6.3.4　FRA的应用214

思考题与习题216

参考文献216

第7章　光纤传输系统217

7.1　IM/DD光纤传输系统217

7.1.1　IM/DD光纤传输系统概述217

7.1.2　光发射机218

7.1.3　光接收机231

7.2　几种新型的光纤通信系统技术243

7.2.1　各种光复用技术243

7.2.2　相干光纤通信技术256

7.2.3　光孤子通信技术265

7.3　光纤通信系统技术的一些新进展272

7.3.1　前言272

7.3.2　波分复用光传输系统的发展综述273

7.3.3　高速率波分复用光传输系统的关键技术277

思考题与习题295

参考文献297

第8章　光纤网络介绍299

8.1　光纤网络的发展概况300

8.2　光纤网络的基本结构301

8.2.1　光纤网络的物理拓扑结构301

8.2.2　OXC节点303

8.2.3　OADM节点308

8.2.4　光节点的串扰问题309

8.2.5　光节点的信道均衡问题310

8.3　WDM光网络中的路由和波长分配问题311

8.4　全光波长变换313

8.4.1 利用SOA的交叉增益调制（XGM）效应的全光波长变换313

8.4.2　利用SOA的交叉相位调制（XPM）效应的全光波长变换315

8.4.3　利用SOA的四波混频（FWM）效应的全光波长变换315

8.4.4　波长变换问题小结316

8.5　光纤网络的监测、控制和管理316

8.5.1　光纤网络的管理功能316

8.5.2　光纤网络的生存性319

8.6　新型光交换技术322

8.6.1　快速光电路交换（DOCS）322

8.6.2　光突发交换（OBS）324

8.6.3　光分组交换（OPS）327

8.6.4　其他交换技术329

思考题与习题329

参考文献329