本書全面講述光纖通信用到的主要器件、光纖傳輸原理、光信號(hào)的產(chǎn)生和接收、光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及光纖通信網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)容主要涉及光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成、光學(xué)和波動(dòng)學(xué)的簡(jiǎn)單回顧、光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、光纖和光纜、光源和光檢測(cè)器、無(wú)源器件、光源的調(diào)制技術(shù)、光信號(hào)的檢測(cè)和噪聲對(duì)光通信的影響，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及的主要問題。本書對(duì)光纖通信基礎(chǔ)知識(shí)的講授全面、系統(tǒng)而又深入淺出，同時(shí)也非常注重近年來(lái)光纖通信中出現(xiàn)的最新技術(shù)。
Joseph C. Palais 于1959年在亞利桑那大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，1962年和1964年分別在密歇根大學(xué)獲得碩士和博士學(xué)位。此后他執(zhí)教于亞利桑那州立大學(xué)，是該校電氣、計(jì)算機(jī)及能源工程學(xué)院教授，負(fù)責(zé)該學(xué)院的研究生課程教學(xué)。
Palais教授曾以顧問身份為摩托羅納公司和斯坦福研究所工作。1967年曾用近一年時(shí)間組建了全息電子光學(xué)學(xué)會(huì)，為此而獲得福特基金會(huì)的獎(jiǎng)勵(lì)。1973年作為訪問教授在以色列理工學(xué)院執(zhí)教。近年來(lái)發(fā)表了70多篇學(xué)術(shù)論文，涉及天線、微波、全息學(xué)、光纖通信等領(lǐng)域。曾合作編寫過(guò)可在微型計(jì)算機(jī)上應(yīng)用的光纖系統(tǒng)和器件方面的多種軟件工具。此外，還參與編寫了《電氣工程手冊(cè)》和《通信手冊(cè)》中的部分章節(jié)。自1977年以來(lái)曾為150多個(gè)班次提供了有關(guān)光纖通信的短期課程。
Palais教授因其在光纖通信領(lǐng)域?yàn)榇髮W(xué)和繼續(xù)教育所做出的貢獻(xiàn)而成為IEEE終身會(huì)士。1999年獲得華盛頓繼續(xù)教育學(xué)會(huì)的年度獎(jiǎng)，還曾因其在繼續(xù)教育領(lǐng)域的貢獻(xiàn)于1993年獲得IEEE的獎(jiǎng)勵(lì)。1974年因其對(duì)繼續(xù)教育、學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的貢獻(xiàn)而獲得IEEE菲尼克斯分部的年度獎(jiǎng)。2007年富爾頓學(xué)院授予他丹尼爾揚(yáng)科夫斯基遺產(chǎn)獎(jiǎng)。
第1章光纖通信系統(tǒng)
1.1歷史回顧
1.2 基本通信系統(tǒng)
1.2.1 信源
1.2.2 調(diào)制器
1.2.3 載波源
1.2.4 信道耦合器
1.2.5 信道
1.2.6 檢測(cè)器
1.2.7 信號(hào)處理器
1.2.8 信宿
1.2.9 一些數(shù)據(jù)
1.2.10以分貝表示的功率
1.3 光的屬性
1.3.1 光的波動(dòng)性
1.3.2 光的粒子性
1.4 光纖的優(yōu)點(diǎn)
1.5 光纖通信的應(yīng)用
1.6 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第2章光學(xué)概要
2.1 射線理論及其應(yīng)用
2.2 透鏡
2.3 成像
2.4 數(shù)值孔徑
2.5 衍射
2.6 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第3章 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)
3.1 電磁波
3.2 色散、脈沖畸變和信息速率
3.2.1 材料色散和脈沖畸變
3.2.2 光孤子
3.2.3 信息速率
3.3 偏振
3.4 諧振腔
3.5 平面邊界上的反射
3.6 全反射臨界角
3.7 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第4章 集成光波導(dǎo)
4.1 電介質(zhì)平板波導(dǎo)
4.2 對(duì)稱平板波導(dǎo)中的模式
4.2.1 模式條件
4.2.2 TE偏振和TM偏振
4.2.3 TE模式圖
4.2.4 高階模
4.2.5 TM模式圖
4.2.6 模式場(chǎng)分布圖
4.3 非對(duì)稱平板波導(dǎo)中的模式
4.4 波導(dǎo)的耦合
4.4.1 邊耦合
4.4.2 棱鏡耦合
4.4.3 光柵耦合
4.5 平板波導(dǎo)的色散和失真
4.5.1 波導(dǎo)色散
4.5.2 多模失真
4.6 集成光器件
4.6.1 無(wú)源器件
4.6.2 有源器件
4.6.3 光電子集成光學(xué)
4.7 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第5章 光纖波導(dǎo)
5.1 階躍折射率光纖
5.2 漸變折射率光纖
5.3 衰耗
5.3.1 玻璃
5.3.2 吸收
5.3.3 瑞利散射
5.3.4 不均勻性
5.3.5 幾何效應(yīng)
5.3.6 總損耗
5.4 階躍折射率光纖中的模式和場(chǎng)
5.4.1 模式
5.4.2 光斑尺寸
5.4.3 單模傳播
5.4.4 雙折射和偏振
5.4.5 階躍折射率光纖中的電場(chǎng)
5.5 漸變折射率光纖中的模式和場(chǎng)
5.6 光纖中的脈沖畸變和信息速率
5.6.1 階躍折射率光纖中的畸變
5.6.2 單模光纖中的畸變
5.6.3 漸變折射率光纖中的畸變
5.6.4 脈沖展寬與傳輸光纖長(zhǎng)度之間的關(guān)系
5.7 光纖的制造
5.7.1 雙坩堝法
5.7.2 管中棒法
5.7.3 摻雜沉積石英法
5.7.4 外部沉積法
5.7.5 軸向沉積法
5.7.6 內(nèi)部沉積法
5.7.7 光纖的拉制
5.7.8 塑料包層石英光纖
5.8 光纜
5.9 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第6章 光源和光放大器
6.1 發(fā)光二極管
6.2 發(fā)光二極管的工作特性
6.3 激光器原理
6.4 半導(dǎo)體激光器
6.5 半導(dǎo)體激光器的工作特性
6.6 窄譜寬和可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器
6.6.1 分布反饋式半導(dǎo)體激光器
6.6.2 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器
6.7 光放大器
6.7.1 半導(dǎo)體光放大器
6.7.2 摻鉺光纖放大器
6.7.3 摻鉺波導(dǎo)光放大器
6.7.4 拉曼放大器
6.7.5 噪聲系數(shù)
6.7.6 光放大器的應(yīng)用
6.8 光纖激光器
6.9 垂直腔面發(fā)射激光器
6.10總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第7章 光檢測(cè)器
7.1 光檢測(cè)原理
7.2 光電倍增器
7.3 半導(dǎo)體光電二極管
7.4 PIN型光電二極管
7.4.1 截止波長(zhǎng)
7.4.2 材料
7.4.3 電流-電壓特性
7.4.4 響應(yīng)速度
7.4.5 電流-電壓轉(zhuǎn)換器
7.4.6 封裝
7.5 雪崩光電二極管
7.6 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第8章 耦合器與連接器
8.1 連接器原理
8.1.1 橫向錯(cuò)位
8.1.2 角度錯(cuò)位
8.1.3 光纖端面分離
8.1.4 平滑而且平行的光纖端面
8.1.5 不同光纖之間的連接
8.1.6 連接點(diǎn)的反射
8.2 光纖頭預(yù)處理
8.3 接頭
8.3.1 熔接
8.3.2 粘接
8.3.3 無(wú)膠粘快速接頭
8.3.4 帶狀連接
8.3.5 連接頭的損耗和選擇
8.4 連接器
8.4.1 連接器要求
8.4.2 常規(guī)連接器
8.4.3 小尺寸連接器
8.4.4 交疊型連接器
8.4.5 透鏡式連接器
8.4.6 多通道連接器
8.4.7 連接器損耗
8.5 光源耦合
8.5.1 反射損耗
8.5.2 面積失配損耗
8.5.3 封裝比損耗
8.5.4 數(shù)值孔徑損耗
8.5.5 單模光纖耦合
8.6 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第9章 分布式網(wǎng)絡(luò)與光纖器件
9.1 分布式網(wǎng)絡(luò)
9.1.1 雙工網(wǎng)絡(luò)
9.1.2 T形網(wǎng)絡(luò)
9.1.3 星形網(wǎng)絡(luò)
9.1.4 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)
9.1.5 混合分布式系統(tǒng)
9.1.6 多纖系統(tǒng)
9.2 定向耦合器
9.3 星形耦合器
9.4 開關(guān)
9.5 光纖隔離器
9.6 波分復(fù)用
9.6.1 波分復(fù)用基礎(chǔ)
9.6.2 復(fù)用器的設(shè)計(jì)
9.6.3 四波混頻
9.7 光纖布拉格光柵
9.8 陣列波導(dǎo)光柵
9.8.1 器件工作原理
9.8.2 路由器的物理實(shí)現(xiàn)
9.8.3 AWG的制作
9.8.4 器件的性能
9.8.5 器件的應(yīng)用
9.9 MEMS開關(guān)
9.9.1 MEMS
9.9.2 MEMS 反射鏡
9.9.3 MEMS開關(guān)
9.9.4 MEMS開關(guān)性能
9.9.5 MEMS的應(yīng)用
9.10其他元件：衰減器、環(huán)行器和偏振控制器
9.10.1 衰減器
9.10.2 環(huán)行器
9.10.3 偏振控制器
9.11總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第10章 調(diào)制
10.1 發(fā)光二極管的調(diào)制及其電路
10.1.1 模擬調(diào)制
10.1.2 數(shù)字調(diào)制
10.2 半導(dǎo)體激光器的調(diào)制及其電路
10.2.1 模擬調(diào)制
10.2.2 數(shù)字調(diào)制
10.3 模擬調(diào)制格式
10.3.1 AM/IM副載波調(diào)制
10.3.2 頻分復(fù)用
10.3.3 FM/IM副載波調(diào)制
10.4 數(shù)字調(diào)制格式
10.4.1 脈沖編碼調(diào)制
10.4.2 其他數(shù)字格式
10.4.3 電域時(shí)分復(fù)用
10.4.4 光域時(shí)分復(fù)用
10.5 電吸收式調(diào)制器
10.6 光外差接收機(jī)
10.6.1 外差檢測(cè)
10.6.2 半導(dǎo)體激光器的頻率調(diào)制
10.6.3 光頻分復(fù)用
10.6.4 外差檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)和問題
10.7 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第11章 噪聲與檢測(cè)
11.1 熱噪聲與散彈噪聲
11.1.1 熱噪聲
11.1.2 散彈噪聲
11.2 信噪比
11.2.1 恒定功率
11.2.2 雪崩光電二極管的過(guò)剩噪聲
11.2.3 等效噪聲功率
11.2.4 模擬調(diào)制信噪比
11.2.5 外差信噪比
11.3 誤碼率
11.3.1 受限于熱噪聲的誤碼率
11.3.2 散彈噪聲極限誤碼率
11.4 模式噪聲、模分配噪聲、放大器噪聲、激光器噪聲和抖動(dòng)
11.4.1 模式噪聲
11.4.2 模分配噪聲
11.4.3 電放大器噪聲
11.4.4 光放大器噪聲
11.4.5 激光器噪聲
11.4.6 抖動(dòng)和眼圖
11.5 其他噪聲源
11.5.1 電流噪聲
11.5.2 背景噪聲
11.6 接收電路設(shè)計(jì)
11.6.1 雙極晶體管和FET放大器
11.6.2 高阻抗放大器
11.6.3 跨阻抗放大器
11.6.4 集成的檢測(cè)器前置放大器
11.6.5 混合接收機(jī)模塊
11.7 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
第12章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
12.1 模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
12.1.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)
12.1.2 功率預(yù)算
12.1.3 帶寬預(yù)算
12.2 數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
12.2.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)
12.2.2 上升時(shí)間的預(yù)算
12.2.3 功率預(yù)算
12.2.4 量子噪聲極限接收機(jī)靈敏度
12.2.5 受限于熱噪聲的接收機(jī)靈敏度
12.2.6 受限于廣義熱噪聲的接收機(jī)靈敏度
12.3 總結(jié)和討論
習(xí)題
參考資料
部分習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)
索引
書單推薦
