第1章光纤传输的基本理论1

11引言1

12均匀折射率光纤的光线理论2

121子午光线的传播2

122斜光线的传播3

123光纤的弯曲4

124光纤端面的倾斜效应5

125圆锥形光纤5

13变折射率光纤的光线理论6

131程函方程7

132光线方程8

133变折射率光纤中的光线

分析9

14光波导的一般理论正规光

波导11

141麦克斯韦方程组11

142波动方程13

143模式14

144模式场的纵、横向分量16

15均匀折射率光纤的波动理论18

151矢量模18

152线偏振模与标量法20

153二层均匀光纤22

154电磁场分布图30

16变折射率光纤的波动理论33

161引言33

162平方律光纤的解析解34

163级数近似解36

17均匀折射率单模光纤的分析37

171引言37

172基本性质38

173功率分布42

18变折射率单模光纤的分析44

181等效平方律折射率光

纤法44

182等效阶跃折射率光

纤法46

19非正规光波导的模耦合方程48

191非正规光波导48

192非正规光波导的模耦

合方程(矢量模耦合

方程)49

练习题52

参考文献53

第2章光纤的特性54

21引言54

22光纤的损耗54

221吸收损耗54

222散射损耗55

23光纤的色散56

231引言56

232多模色散57

233波长色散59

234各种色散大小的比较59

24单模光纤的设计60

241引言60

242截止条件62

243等效阶跃折射率光纤64

244色散特性66

25偏振保持光纤简介67

251引言67

252偏振保持光纤的结构

类型68

253高双折射光纤的制作

方法69

254低双折射光纤的制作

方法70

26弹光效应71

27光纤中产生双折射的原因74

271纤芯的椭圆度引起的

双折射74

272应力引起的双折射75

273弯曲引起的双折射75

274扭曲引起的双折射76

275外场引起的双折射77

276减小双折射影响的特

殊措施77

28偏振光在光纤中的传输78

281偏振光的矩阵表示法

——Jones矢量78

282Jones矩阵法在光纤中

的应用79

283单模光纤在外力作用下

引起双折射效应的Jones

矩阵84

284Poincaré球图示法86

练习题91

参考文献92

第3章外界因素引起的光纤系统的损

耗93

31引言93

32弯曲引起的光纤损耗93

321光纤的宏弯损耗93

322微弯引起的光纤损耗94

33光纤和光源的耦合损耗95

331半导体激光器和光纤

的耦合损耗96

332半导体发光二极管和

光纤的耦合损耗100

34多模光纤和多模光纤的直接

耦合损耗101

341轴偏离对耦合损耗的影

响101

342两光纤端面之间的间

隙对耦合损耗的影响101

343两光纤轴之间的倾斜

对耦合损耗的影响102

344光纤端面的不完整性

对耦合损耗的影响102

345光纤种类不同对耦合

损耗的影响103

35单模光纤和单模光纤直接耦

合的损耗104

351两光纤的离轴和轴

倾斜引起的耦合损耗α1

104

352两光纤端面间的间隙

引起的耦合损耗α2105

353不同种类光纤引起的

耦合损耗α3105

36多模光纤通过透镜耦合的计

算举例105

361单透镜的近轴特性106

362单透镜的球差107

363耦合效率108

练习题110

参考文献110

第4章光纤无源及有源器件112

41引言112

42熔锥型单模光纤光分/合路连

接器112

421理论分析113

422制作工艺115

43磨抛型单模光纤定向耦合器116

44光纤偏振器118

441光纤偏振控制器118

442保偏光纤偏振器118

45光纤滤波器120

451MachZehnder光纤滤

波器120

452FabryPerot光纤滤

波器121

46光纤隔离器124

47光纤调制器124

48掺杂光纤激光器与放大器125

481光纤激光谐振腔126

482掺杂光纤激光介质127

483掺杂光纤激光器的

调谐128

484光纤激光器的调Q和

锁模129

485光纤激光器的输出线宽的

压缩129

486光纤放大器129

49光纤光栅131

491引言131

492光纤布喇格光栅的理论

模型131

493均匀周期正弦型光纤

光栅133

494非均匀周期光纤光栅135

495光纤光栅的写入方法

简介136

练习题140

参考文献140

第5章特种光纤142

51引言142

52变折射率光纤棒的成像理论142

521折射率分布142

522光纤棒中光线的轨迹144

523成像特性146

53变折射率光纤棒的制造148

54变折射率光纤棒的应用149

541光纤棒用作准直物镜149

542光纤棒用作成像物镜

在复印机中的应用152

55折射率光纤棒的像差152

56红外光纤156

57塑料光纤157

58紫外光纤157

59增敏和去敏光纤158

591对辐射的增敏和去敏

光纤158

592磁敏光纤159

510镀金属光纤159

练习题159

参考文献160

第6章光纤技术的主要应用161

61引言161

62光纤通信技术162

63光纤传感技术165

631光纤传感器的定义及

分类165

632光纤传感器的特点165

64振幅调制传感型光纤传感器166

641光纤微弯传感器166

642光纤受抑全内反射传

感器168

643光纤辐射传感器168

65振幅调制型光纤传感器的补

偿技术169

651双波长补偿法169

652旁路光纤监测法171

653光桥平衡补偿法171

66相位调制传感型光纤传感器173

661引言173

662MachZehnder光纤干涉仪

和Michelson光纤干涉仪

174

663Sagnac光纤干涉仪175

664光纤FabryPerot干

涉仪182

665光纤环形腔干涉仪183

666白光干涉型光纤传

感器185

667外界压力对光纤干涉

仪的影响186

668温度对光纤干涉仪的

影响190

669光纤干涉仪的传感

应用191

67偏振态调制型光纤传感器191

671光纤电流传感器191

672双折射对光纤传感的

影响193

673对光纤电流传感探头

的进一步分析193

674光纤偏振干涉仪196

68光纤光栅传感器197

681引言197

682光纤布喇格光栅应变

传感模型分析198

683光纤布喇格光栅温度

传感模型分析203

684光纤布喇格光栅在光

纤传感领域中的典型

应用204

69传光型光纤传感器205

691振幅调制传光型光纤

传感器206

692相位调制传光型光

纤传感器208

693偏振态调制传光型光

纤传感器209

610光纤传感器用于智能材料和

结构210

6101引言210

6102可用于智能结构的光

纤传感器211

6103光纤传感器用于智能

结构的一些问题211

611光纤传感技术的发展趋势及

课题212

练习题213

参考文献214

第7章光纤特征参数的测量217

71引言217

72衰减测量218

721衰减测量注入条件219

722切断法219

723插入损耗法219

724背向散射法220

73基带测量221

731时域法221

732频域法222

74色散测量223

75截止波长的测量224

751传导功率法225

752模场直径法226

76折射率分布的测量226

761折射近场法227

762近场扫描法229

77模场直径的测量230

771横向位移法230

772传输场法231

78最大理论数值孔径的测量232

781折射近场法232

782远场法233

783远场光斑法234

79高双折射光纤拍长的测量234

791散射光法234

792透射光法236

710几何尺寸的测量240

7101折射近场法测几何

尺寸240

7102近场法测几何尺寸241

练习题241

参考文献241

第8章光纤中的非线性效应243

81引言243

82光纤中的克尔效应244

83光纤中的光孤子245

84光脉冲的传播方程248

85非线性效应对群速度色散的

平衡作用250

851群速度色散引起的脉

冲展宽250

852自相位调制251

853在反常色散区中非线

性折射率效应对群速度色

散的平衡作用252

86单模光纤中的光孤子254

87暗孤子255

88光孤子的应用256

练习题258

参考文献259