光纤技术及应用pdf电子书版本下载

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第1章 光传输的理论基础 1

1.1麦克斯韦方程和波动方程 1

1.1.1麦克斯韦方程和边界条件 1

1.1.2波动方程 2

1.2平面光波及其在介质界面上的反射和折射 3

1.2.1均匀平面光波 3

1.2.2平面光波在介质界面上的反射和折射 5

1.2.3平面光波的全反射 6

1.3程函方程与光线方程 8

思考题 10

参考文献 10

第2章 平板介质波导 11

2.1理想平板波导的射线光学理论 11

2.1.1均匀平面光波在平板波导中的传输 11

2.1.2非均匀平面光波在平板波导中的传输 15

2.2理想平板波导的波动光学分析 17

2.2.1平板波导中的模式 17

2.2.2导模 18

2.2.3辐射模 21

2.2.4泄漏模、消失模 22

2.3模式的正交性和完备性 23

2.3.1模式的正交性 23

2.3.2模式的完备性 24

2.4非理想波导中的模式耦合 24

2.4.1耦合模理论 25

2.4.2周期性平板波导 26

2.4.3波导间的模式耦合 31

思考题 33

参考文献 34

第3章 光纤 35

3.1光纤的射线光学理论 35

3.1.1阶跃光纤 35

3.1.2梯度光纤 38

3.2光纤的波动光学理论 41

3.2.1阶跃光纤中的矢量解 41

3.2.2弱导光纤中场的标量近似解（LP模） 46

3.2.3梯度光纤中的导模场解 49

3.3非均匀光纤 52

3.3.1光纤光栅 52

3.3.2光子晶体光纤 55

3.4特殊材料光纤 58

附录Ⅰ贝塞尔函数 60

思考题 62

参考文献 62

第4章 光纤的传输特性 64

4.1光纤损耗 64

4.1.1光纤损耗的表示 64

4.1.2光纤损耗机制 64

4.2光纤色散 66

4.2.1光纤色散的定义和种类 66

4.2.2光信号在色散光纤中的传输 69

4.2.3色散优化光纤 72

4.3光纤偏振 74

4.3.1光纤（模式）双折射 74

4.3.2单模光纤的偏振模色散 75

4.3.3保偏光纤 76

4.4光纤中的非线性效应 77

思考题 80

参考文献 80

第5章 光纤器件 81

5.1光纤无源器件 81

5.1.1光纤无源器件的主要性能参数 81

5.1.2光纤连接器 82

5.1.3光纤定向耦合器 84

5.1.4光波分复用器 88

5.1.5光纤隔离器和环行器 91

5.1.6窄带光学滤波器 93

5.1.7光纤光栅 94

5.1.8光开关和光衰减器 103

5.2光纤有源器件 105

5.2.1光纤放大器 106

5.2.2光纤激光器 109

5.3光纤器件的研究 112

思考题 114

参考文献 114

第6章 光纤光缆的制备 116

6.1光纤材料与提纯 116

6.2光纤预制棒的制备 117

6.2.1CVD制作光纤预制棒的发展历史 117

6.2.2MCVD法 118

6.2.3VAD法 121

6.2.4其他预制棒制造技术 123

6.3拉丝、涂覆和套塑 125

6.4光纤成缆技术 128

思考题 135

参考文献 135

第7章 光纤通信技术 136

7.1光纤通信系统的基本组成 136

7.1.1信源 136

7.1.2发送机 136

7.1.3信道 137

7.1.4接收机 138

7.1.5信宿 138

7.2光纤通信原理基础 139

7.2.1模拟通信与数字通信 139

7.2.2信息及其度量 140

7.2.3信道及信道容量 143

7.2.4通信系统的主要性能指标 145

7.3光通信系统的光源和调制特性 147

7.3.1通信中调制的一般概念 147

7.3.2光通信中的光源及其调制特性 157

7.4光纤通信系统中的光放大和光放大器 163

7.5光检测原理和光检测器 166

7.5.1光检测原理 166

7.5.2光检测器 167

7.6光纤通信系统中的复用技术 170

7.6.1复用技术的基本概念 170

7.6.2光时分复用技术 170

7.6.3光波分复用技术 175

7.6.4副载波复用技术 179

7.6.5光频分复用技术 179

7.7相干光纤通信系统 179

7.7.1相干检测的基本原理 180

7.7.2相干光通信的调制技术 182

7.7.3相干通信的接收机 182

7.8光孤子通信简介 184

7.9光纤通信分布式网络 187

思考题 190

参考文献 191

第8章 光纤传感技术 192

8.1光纤传感技术概述 192

8.1.1传感技术概述 192

8.1.2光纤传感器概述 201

8.2光纤的光波调制技术 204

8.2.1光纤传感器利用的物理效应 204

8.2.2光纤的光波调制技术 204

8.3光纤传感器 215

8.3.1光纤温度传感器 215

8.3.2光纤压力传感器 224

8.3.3光纤流量流速传感器 230

8.3.4光纤位移传感器 232

8.3.5光纤电磁参量传感器 236

8.3.6光纤陀螺 242

8.3.7光纤白光干涉传感器 248

8.3.8复用式和分布式光纤传感器 252

思考题 261

参考文献 261