光器件及其应用

第1章光网络

1.1通信技术演进

1.1.1原始光通信

1.1.2电子通信

1.1.3光纤通信

1.2波分复用系统

1.2.1系统组成

1.2.2性能要求

1.2.3技术进步

1.3光网络

1.3.1特点

1.3.2光器件作用

1.3.3网络结构

1.3.4光网络可重构

1.3.5光网络保护

1.3.6全光网络

1.4光网络发展

1.4.1业务

1.4.2光器件

1.4.3传输技术

1.4.4组网

1.4.5应用

参考文献

第2章光波导理论

2.1光纤结构

2.2光纤波导理论分析

2.2.1研究方法

2.2.2射线光学理论

2.2.3波动光学理论

2.2.4单模光纤

参考文献

第3章光纤

3.1光纤特点

3.2光纤分类

3.3通信用多模光纤

3.3.1结构

3.3.2分类

3.4通信用单模光纤

3.4.1结构

3.4.2分类

3.5塑料光纤

3.5.1材料

3.5.2性能

3.6光器件用光纤

3.6.1色散补偿光纤

3.6.2掺杂稀土元素光纤

参考文献

第4章光纤的传输性能

4.1衰减

4.1.1作用

4.1.2定义

4.1.3衰减谱

4.1.4衰减机理

4.2色散

4.2.1作用

4.2.2分类

4.2.3色散系数

4.2.4色散斜率

4.2.5色散补偿

4.3偏振模色散

4.3.1作用

4.3.2偏振模色散系数

4.4非线性效应

4.4.1作用

4.4.2受激散射

4.4.3非线性相位调制

4.4.4四波混频

参考文献

第5章半导体物理基础

5.1材料类型

5.1.1作用

5.1.2半导体材料

5.1.3非半导体晶体材料

5.1.4其他材料

5.2材料特性

5.2.1折射率

5.2.2工作波长

5.2.3非线性效应

5.2.4偏振效应

5.3半导体物理基础

5.3.1作用

5.3.2能级跃迁

5.3.3辐射

5.3.4粒子数反转

5.3.5能带理论

5.3.6掺杂作用

5.3.7PN结

参考文献

第6章光源

6.1光源作用

6.1.1分类

6.1.2基本要求

6.2发光二极管

6.2.1所用材料

6.2.2双异质结

6.2.3结构类型

6.2.4工作原理

6.2.5工作特性

6.2.6选用依据

6.3半导体激光器

6.3.1所用材料

6.3.2基本结构

6.3.3工作原理

6.3.4分类方法

6.3.5法布里-珀罗激光器

6.3.6布拉格光栅激光器

6.3.7垂直腔表面发射激光器

6.3.8多量子阱激光器

6.4可调制激光器

6.4.1调谐作用

6.4.2调谐原理

6.4.3调谐技术

6.4.4可调谐半导体激光器

6.4.5可调谐光纤激光器

6.5超高速激光器

6.5.1作用

6.5.2应变量子阱激光器

6.5.3量子点激光器

6.5.4锁模激光器

6.6激光器工作特性

6.6.1工作波长

6.6.2光谱特性

6.6.3光强分布

6.6.4输出光功率

6.6.5温度特性

6.7激光器比较

6.7.1意义

6.7.2特点

6.8光源的选用

参考文献

第7章光调制器

7.1调制作用

7.2调制方法

7.2.1直接调制

7.2.2间接调制

7.3光调制器

7.3.1电光调制器

7.3.2电吸收调制器

参考文献

第8章光放大器

8.1作用

8.2分类

8.3工作波段

8.4基本概念

8.4.1功率放大

8.4.2增益饱和

8.4.3放大器噪声

8.5光放大器类型

8.5.1掺铒光纤放大器

8.5.2拉曼光纤放大器

8.5.3布里渊光纤放大器

8.5.4半导体激光放大器

8.5.5高功率光纤放大器

8.5.6宽带光纤放大器

8.6光纤放大器的性能比较

参考文献

第9章光电检测器

9.1基本概念

9.1.1光接收机的作用

9.1.2基本概念

9.2光电检测器

9.3PIN光电二极管

9.4雪崩光电二极管

9.5光电检测器的工作特性

9.5.1响应度

9.5.2暗电流

9.5.3带宽

9.5.4线性响应度

9.5.5编码和调制

9.5.6信号质量

参考文献

第10章波分复用器

10.1作用

10.2分类

10.3光纤熔融拉锥波分复用器

10.3.1工作原理

10.3.2性能指标

10.4反射光栅型波分复用器

10.4.1工作原理

10.4.2性能指标

10.5多层介质膜型波分复用器

10.5.1工作原理

10.5.2性能指标

10.6阵列波导光栅型波分复用器

10.6.1工作原理

10.6.2性能指标

10.7偏振波分复用器

10.7.1作用

10.7.2工作原理

10.8高信道数的波分复用器

10.8.1作用

10.8.2工作原理

参考文献

第11章光波长变换器

11.1作用

11.2工作原理

11.3半导体光放大器波长变换器

11.4光纤非线性波长变换器

11.5光纤光栅外腔波长变换器

参考文献

第12章光分插复用器

12.1作用

12.2工作原理

参考文献

第13章光交叉连接器

13.1光交叉连接器的作用

13.2光交叉连接器的工作原理

13.2.1工作原理

13.2.2结构类型

参考文献

第14章光开关

14.1光开关的作用

14.2光开关分类

14.3机械光开关

14.4非机械光开关

14.4.1光波导光开关

14.4.2全光开关

14.4.3其他光开关

14.5光开关应用实例

参考文献

第15章光网络

15.1光网络发展

15.2光网络概念

15.3光网络组网器件

15.3.1光节点

15.3.2组网器件

15.4波分复用光网络

15.4.1波长广播和选择

15.4.2波长路由

15.5电信光网络结构

15.5.1分层意义

15.5.2长途干线光网络

15.5.3城域光网络

15.5.4接入光网络

参考文献

第16章光器件应用实例

16.1长途干线光网络

16.1.1网络特点

16.1.2关键技术

16.1.3实例分析

16.2城域光网络

16.2.1网络特点

16.2.2关键技术

16.2.3实例分析

16.3接入光网络

16.3.1网络特点

16.3.2关键技术

16.3.3实例分析

16.4动态可重构光网络

16.4.1网络特点

16.4.2关键技术

16.4.3实例分析

16.5光网络保护与恢复

16.5.1意义

16.5.2关键技术

16.5.3保护类型

16.5.4恢复类型

参考文献

第17章光器件的研究方向

17.1研究意义

17.1.1未来的网络

17.1.2超大容量方案

17.2超高速传输试验

17.3光器件研究方向

17.3.1意义

17.3.2器件研究内容

17.3.3新器件与新技术

参考文献

　　本书是一本全面阐述光网络、光波导原理、光纤、光纤传输性能、构建光网络的各种光器件基本理论、工作原理、关键技术、性能特点、光器件在光网络中具体工程应用的专著。作者在阅读了介绍光纤、光器件、系统和光网络技术领域中最新成果的书刊文献的基础上，总结自己多年从事光纤通信研究和教学工作实践经验，结合我国光纤通信技术现状编著了此书，力求做到内容新颖、技术先进、工程实用。　　作者在书中引用了众多国内外光纤通信专家的研究成果，同时也参考了一些最新出版的图书、期刊和国内外最新标准，从而使本书的内容能够充分地反映光纤通信器件及其工程应用的当今水平。　　本书系统、全面地介绍了构建光纤通信光网络的光器件工作原理、结构组成、工作性能及其在光网络中的应用，首先阐述了光网络组成、光波导理论、光纤性能及特点、光源、光调制器、光放大器、光电检测器、光波长转换器、光开关等原理、性能和应用，其次叙述了这些光器件在构建各种光纤通信网络中的具体应用实例，然后描述了光器件在全光网络中扮演的关键作用，最后简要地介绍了光器件的仿真研究方法。　　本书的特点是：一、内容新颖，书中所介绍的各种光器件的工作原理、技术性能和具体应用内容都取材于国内外光纤通信领域中的最新研究成果；二、特色突出，本书既简单阐述了光纤通信的基本原理、各种器件的工作原则和技术性能特点，又详细介绍了各种光器件在通信光网络中的具体应用实例，以达到理论与实际相结合的目的。　　本书既可供从事光纤通信领域的技术人员学习和参考，又可以作为高等院校光电子技术、光信息科学、通信工程和电子信息工程专业的本科生和研究生专业课参考阅读教材。