光有源器件原来与技术

本书系统全面地介绍了光纤通信网络中的相关光有源器件的原理、性能与应用。主要阐述了光纤的传输特性，发光二极管、激光器、光探测器、光放大器、光发射和光接收模块的工作原理及特性，接入网、城域网、长途干线网和数据中心的网络组成以及光有源器件在其中的应用，光有源器件的发展方向、关键技术、可靠性以及防护和使用。

本书内容新颖、概念清晰、系统性和实用性强。书中既简要介绍了光纤通信和光网络、光有源器件的原理和特性，又简单介绍了光有源器件在光纤通信网络中的应用，理论与实际相结合。

本书可供光纤通信领域的工程技术人员参考，也可以作为高等院校光电子技术、光信息科学、通信工程与技术和电子信息工程专业课参考阅读教材。
??结构网络、教学基本要求和内容提要。典型例题解析针对每章的常见题型进行了综合分类和方法总结，并通过实例，剖析了解题思路，揭示了解题规律。应用与提高部分主要给出了相关知识点在其他学科或者领域的一些应用实例和近年来的一些考研题目，能够帮助读者扩大知识面，增强应用意识。每章的自测题可帮助读者自行检验学习效果。本书既可以作为学生学习线性代数课程的辅导教材、考研复习的指导书，也可以作为教师上练习课或者考研辅导课的教学参考书。

胡毅，男，1973年11月出生，硕士研究生，高级工程师，2007年全国 “五一”劳动奖章（团队）获得者。国家“863”项目负责人，中国通信学会会员。现任武汉邮电科学研究院武汉光迅科技公司100G光模块产品线经理，主要研究方向是高速光通信领域2.5G、10G、40G、100G等高速光收发模块。曾获得国家发明专利与实用新型专利15项，参与制订国家通信行业标准4项。

第1章光纤通信与光电器件1

 

11光纤通信概述1

 

111光纤通信的发展1

 

112光纤通信的优缺点3

 

113光纤通信的应用和发展趋势5

 

12光网络的现状与发展趋势6

 

121光网络的概念6

 

122光网络的发展状况7

 

13光纤9

 

131光纤结构及工作波长9

 

132光纤分类10

 

133几种单模光纤12

 

134光器件用特种光纤14

 

135不同光纤在各种条件下的应用17

 

136光纤的主要参数17

 

14光网络中的光器件20

 

141光纤通信系统20

 

142常见的光器件22

 

143光纤通信器件的研究与发展23

 

第2章发光二极管和激光器27

 

21光源基本要求27

 

22发光机理29

 

221发光机理29

 

222光增益31

 

23发光二极管32

 

231选用材料32

 

232基本结构33

 

233基本工作原理36

 

24发光二极管特性及其测试36

 

241LED伏安特性及测试37

 

242LED光特性及测试37

 

243LED热特性及测试40

 

25半导体激光器41

 

251选用材料41

 

252基本结构41

 

253基本工作原理43

 

254半导体激光器种类44

 

255波长可调谐半导体激光器50

 

26LD工作特性及其测试53

 

261LD的电特性及测试53

 

262LD的光特性及测试55

 

263LD的热特性及测试57

 

264LD测试系统59

 

265两种光源的比较59

 

266激光器的制作61

 

27光纤激光器63

 

271掺铒光纤激光器63

 

272光纤光栅分布反馈式激光器64

 

 

第3章光电探测器65

 

31光电探测器65

 

311基本要求66

 

312光电转换原理66

 

313光电探测器的材料和分类68

 

32光电探测器的基本参数70

 

321光电转换定律70

 

322光电探测器的基本参数70

 

33PIN光电二极管74

 

331PIN光电二极管的结构74

 

332PIN光电二极管的工作原理76

 

333PIN光电二极管的工作特性77

 

34雪崩光电二极管77

 

341雪崩光电二极管的结构77

 

342雪崩光电二极管的工作原理79

 

343雪崩光电二极管的工作特性80

 

35PIN和APD的参数测试81

 

351参数测试81

 

352产品实例85

 

36MSM和QWIP探测器86

 

361MSM探测器86

 

362QWIP探测器87

 

 

第4章光发射与光接收模块88

 

41光发射与光接收模块介绍88

 

411光发射模块88

 

412光接收模块89

 

42发射模块基本电路90

 

421激光二极管的特性90

 

422调制特性90

 

423激光二极管的驱动电路92

 

424自动功率控制电路93

 

425自动温度控制电路93

 

43接收模块基本电路95

 

431前置放大电路基本原理95

 

432自动增益控制电路96

 

433限幅放大器96

 

434时钟和数据恢复电路97

 

44常用光模块分类及应用98

 

45光模块指标及测试方法103

 

451光模块总体指标103

 

452发射模块指标及测试方法104

 

453接收模块指标及测试方法107

 

46高速光模块发展趋势108

 

47光模块基本工艺流程和常用工装设备110

 

471光模块基本工艺流程110

 

472部分常用工装设备及维护114

 

48光迅科技光模块117

 

第5章光放大器124

 

51光放大器概述及其分类125

 

511光放大器概述125

 

512光放大器的分类125

 

52典型的光放大器126

 

521掺铒光纤放大器126

 

522光纤拉曼放大器148

 

523光纤布里渊放大器152

 

524半导体光放大器153

 

53光放大器的性能比较156

 

54光迅科技的光放大器158

 

541基于EDFA与RFA的增益可调的混合光纤放大器159

 

542数字式Hybrid光放大器自动调试系统164

 

543用于下一代ROADM网络的EDFA阵列169

 

55光放大器的发展趋势173

 

第6章光有源器件应用175

 

61长途干线网的网络组成/关键技术/光模块实际应用介绍175

 

611关键技术176

 

612光模块实际应用介绍181

 

62城域网的网络组成/关键技术/光模块实际应用介绍185

 

621城域网网络组成185

 

622关键技术186

 

623光模块实际应用介绍189

 

63接入网的网络组成/关键技术/光模块实际应用介绍190

 

631接入网的定义190

 

632接入网的定界190

 

633光纤接入网组成191

 

634关键技术192

 

635光模块实际应用介绍194

 

64数据中心的网络组成/关键技术/光模块实际应用介绍195

 

641数据中心及网络结构195

 

642云计算数据中心196

 

643关键技术198

 

644光模块实际应用介绍201

 

第7章光有源器件的发展方向203

 

71光有源器件技术204

 

71140Gbit/s光模块产品与技术204

 

712100G光模块产品与技术207

 

713400G光收发模块的技术方案212

 

7141T技术展望218

 

72光有源器件的发展趋势218

 

第8章光有源器件可靠性、使用和防护226

 

81光有源器件可靠性、使用和防护概述226

 

811可靠性概述226

 

812光有源器件的使用和防护228

 

82发光二极管可靠性、使用和防护228

 

821发光二极管的可靠性228

 

822发光二极管的使用和防护230

 

83激光器可靠性、使用和防护233

 

831激光器的可靠性233

 

832激光器的使用和防护235

 

84光模块可靠性、使用和防护238

 

841光模块的可靠性238

 

842光模块的使用和防护239

 

85光器件通用可靠性要求和试验方法240

 

851光器件通用的可靠性要求240

 

852光器件的可靠性试验方法241

 

参考文献253