光器件及其應用（簡體書）

《光器件及其應用》系統、全面地介紹了構建光纖通信光網絡的光器件工作原理、結構組成、工作性能及其在光網絡中的應用，首先闡述了光網絡組成、光波導理論、光纖性能及特點、光源、光調制器、光放大器、光電檢測器、光波長轉換器、光開關等原理、性能和應用，其次敘述了這些光器件在構建各種光纖通信網絡中的具體應用實例，然后描述了光器件在全光網絡中扮演的關鍵作用，最后簡要地介紹了光器件的仿真研究方法。

第1章 光網絡 （1）
1.1 通信技術演進 （1）
1.1.1 原始光通信 （1）
1.1.2 電子通信 （1）
1.1.3 光纖通信 （3）
1.2 波分復用系統 （4）
1.2.1 系統組成 （4）
1.2.2 性能要求 （6）
1.2.3 技術進步 （13）
1.3 光網絡 （17）
1.3.1 特點 （17）
1.3.2 光器件作用 （18）
1.3.3 網絡結構 （25）
1.3.4 光網絡可重構 （30）
1.3.5 光網絡保護 （30）
1.3.6 全光網絡 （31）
1.4 光網絡發展 （32）
1.4.1 業務 （32）
1.4.2 光器件 （32）
1.4.3 傳輸技術 （33）
1.4.4 組網 （35）
1.4.5 應用 （35）
參考文獻 （36）

第2章 光波導理論 （38）
2.1 光纖結構 （38）
2.2 光纖波導理論分析 （39）
2.2.1 研究方法 （39）
2.2.2 射線光學理論 （40）
2.2.3 波動光學理論 （45）
2.2.4 單模光纖 （51）
參考文獻 （55）

第3章 光纖 （56）
3.1 光纖特點 （56）
3.2 光纖分類 （58）
3.3 通信用多模光纖 （59）
3.3.1 結構 （59）
3.3.2 分類 （60）
3.4 通信用單模光纖 （63）
3.4.1 結構 （63）
3.4.2 分類 （64）
3.5 塑料光纖 （76）
3.5.1 材料 （76）
3.5.2 性能 （77）
3.6 光器件用光纖 （80）
3.6.1 色散補償光纖 （80）
3.6.2 摻雜稀土元素光纖 （83）
參考文獻 （85）

第4章 光纖的傳輸性能 （86）
4.1 衰減 （86）
4.1.1 作用 （86）
4.1.2 定義 （86）
4.1.3 衰減譜 （87）
4.1.4 衰減機理 （88）
4.2 色散 （90）
4.2.1 作用 （90）
4.2.2 分類 （91）
4.2.3 色散系數 （92）
4.2.4 色散斜率 （94）
4.2.5 色散補償 （95）
4.3 偏振模色散 （96）
4.3.1 作用 （96）
4.3.2 偏振模色散系數 （97）
4.4 非線性效應 （99）
4.4.1 作用 （99）
4.4.2 受激散射 （100）
4.4.3 非線性相位調制 （102）
4.4.4 四波混頻 （105）
參考文獻 （106）

第5章 半導體物理基礎 （108）
5.1 材料類型 （108）
5.1.1 作用 （108）
5.1.2 半導體材料 （108）
5.1.3 非半導體晶體材料 （109）
5.1.4 其他材料 （110）
5.2 材料特性 （111）
5.2.1 折射率 （111）
5.2.2 工作波長 （112）
5.2.3 非線性效應 （112）
5.2.4 偏振效應 （113）
5.3 半導體物理基礎 （113）
5.3.1 作用 （113）
5.3.2 能級躍遷 （113）
5.3.3 輻射 （114）
5.3.4 粒子數反轉 （115）
5.3.5 能帶理論 （116）
5.3.6 摻雜作用 （118）
5.3.7 PN結 （119）
參考文獻 （121）

第6章 光源 （122）
6.1 光源作用 （122）
6.1.1 分類 （122）
6.1.2 基本要求 （122）
6.2 發光二極管 （124）
6.2.1 所用材料 （124）
6.2.2 雙異質結 （125）
6.2.3 結構類型 （126）
6.2.4 工作原理 （131）
6.2.5 工作特性 （133）
6.2.6 選用依據 （138）
6.3 半導體激光器 （138）
6.3.1 所用材料 （138）
6.3.2 基本結構 （140）
6.3.3 工作原理 （144）
6.3.4 分類方法 （145）
6.3.5 法布里-珀羅激光器 （146）
6.3.6 布拉格光柵激光器 （148）
6.3.7 垂直腔表面發射激光器 （152）
6.3.8 多量子阱激光器 （154）
6.4 可調制激光器 （157）
6.4.1 調諧作用 （157）
6.4.2 調諧原理 （158）
6.4.3 調諧技術 （158）
6.4.4 可調諧半導體激光器 （159）
6.4.5 可調諧光纖激光器 （162）
6.5 超高速激光器 （165）
6.5.1 作用 （165）
6.5.2 應變量子阱激光器 （165）
6.5.3 量子點激光器 （167）
6.5.4 鎖模激光器 （170）
6.6 激光器工作特性 （171）
6.6.1 工作波長 （171）
6.6.2 光譜特性 （171）
6.6.3 光強分布 （172）
6.6.4 輸出光功率 （172）
6.6.5 溫度特性 （173）
6.7 激光器比較 （174）
6.7.1 意義 （174）
6.7.2 特點 （174）
6.8 光源的選用 （175）
參考文獻 （176）

第7章 光調制器 （178）
7.1 調製作用 （178）
7.2 調制方法 （178）
7.2.1 直接調制 （178）
7.2.2 間接調制 （179）
7.3 光調制器 （180）
7.3.1 電光調制器 （180）
7.3.2 電吸收調制器 （181）
參考文獻 （183）

第8章 光放大器 （184）
8.1 作用 （184）
8.2 分類 （185）
8.3 工作波段 （186）
8.4 基本概念 （188）
8.4.1 功率放大 （188）
8.4.2 增益飽和 （188）
8.4.3 放大器噪聲 （189）
8.5 光放大器類型 （190）
8.5.1 摻鉺光纖放大器 （190）
8.5.2 拉曼光纖放大器 （202）
8.5.3 布里淵光纖放大器 （206）
8.5.4 半導體激光放大器 （207）
8.5.5 高功率光纖放大器 （211）
8.5.6 寬帶光纖放大器 （213）
8.6 光纖放大器的性能比較 （217）
參考文獻 （220）

第9章 光電檢測器 （221）
9.1 基本概念 （221）
9.1.1 光接收機的作用 （221）
9.1.2 基本概念 （221）
9.2 光電檢測器 （223）
9.3 PIN光電二極管 （224）
9.4 雪崩光電二極管 （227）
9.5 光電檢測器的工作特性 （229）
9.5.1 響應度 （229）
9.5.2 暗電流 （230）
9.5.3 帶寬 （231）
9.5.4 線性響應度 （231）
9.5.5 編碼和調制 （232）
9.5.6 信號質量 （233）
參考文獻 （234）

第10章 波分復用器 （235）
10.1 作用 （235）
10.2 分類 （235）
10.3 光纖熔融拉錐波分復用器 （236）
10.3.1 工作原理 （236）
10.3.2 性能指標 （238）
10.4 反射光柵型波分復用器 （238）
10.4.1 工作原理 （238）
10.4.2 性能指標 （239）
10.5 多層介質膜型波分復用器 （240）
10.5.1 工作原理 （240）
10.5.2 性能指標 （241）
10.6 陣列波導光柵型波分復用器 （242）
10.6.1 工作原理 （242）
10.6.2 性能指標 （243）
10.7 偏振波分復用器 （245）
10.7.1 作用 （245）
10.7.2 工作原理 （245）
10.8 高信道數的波分復用器 （246）
10.8.1 作用 （246）
10.8.2 工作原理 （247）
參考文獻 （248）

第11章 光波長變換器 （250）
11.1 作用 （250）
11.2 工作原理 （250）
11.3 半導體光放大器波長變換器 （251）
11.4 光纖非線性波長變換器 （252）
11.5 光纖光柵外腔波長變換器 （253）
參考文獻 （253）

第12章 光分插復用器 （255）
12.1 作用 （255）
12.2 工作原理 （256）
參考文獻 （259）

第13章 光交叉連接器 （260）
13.1 光交叉連接器的作用 （260）
13.2 光交叉連接器的工作原理 （261）
13.2.1 工作原理 （261）
13.2.2 結構類型 （262）
參考文獻 （266）

第14章 光開關 （267）
14.1 光開關的作用 （267）
14.2 光開關分類 （270）
14.3 機械光開關 （270）
14.4 非機械光開關 （272）
14.4.1 光波導光開關 （272）
14.4.2 全光開關 （275）
14.4.3 其他光開關 （276）
14.5 光開關應用實例 （278）
參考文獻 （279）

第15章 光網絡 （281）
15.1 光網絡發展 （281）
15.2 光網絡概念 （282）
15.3 光網絡組網器件 （285）
15.3.1 光節點 （285）
15.3.2 組網器件 （286）
15.4 波分復用光網絡 （288）
15.4.1 波長廣播和選擇 （288）
15.4.2 波長路由 （289）
15.5 電信光網絡結構 （290）
15.5.1 分層意義 （290）
15.5.2 長途干線光網絡 （291）
15.5.3 城域光網絡 （292）
15.5.4 接入光網絡 （293）
參考文獻 （294）

第16章 光器件應用實例 （296）
16.1 長途干線光網絡 （296）
16.1.1 網絡特點 （296）
16.1.2 關鍵技術 （298）
16.1.3 實例分析 （302）
16.2 城域光網絡 （307）
16.2.1 網絡特點 （307）
16.2.2 關鍵技術 （308）
16.2.3 實例分析 （310）
16.3 接入光網絡 （317）
16.3.1 網絡特點 （317）
16.3.2 關鍵技術 （319）
16.3.3 實例分析 （323）
16.4 動態可重構光網絡 （330）
16.4.1 網絡特點 （330）
16.4.2 關鍵技術 （331）
16.4.3 實例分析 （332）
16.5 光網絡保護與恢復 （336）
16.5.1 意義 （336）
16.5.2 關鍵技術 （336）
16.5.3 保護類型 （336）
16.5.4 恢復類型 （338）
參考文獻 （343）

第17章 光器件的研究方向 （344）
17.1 研究意義 （344）
17.1.1 未來的網絡 （344）
17.1.2 超大容量方案 （344）
17.2 超高速傳輸試驗 （345）
17.3 光器件研究方向 （347）
17.3.1 意義 （347）
17.3.2 器件研究內容 （347）
17.3.3 新器件與新技術 （349）
參考文獻 （350）