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光纤通信技术基础

“十一五”国家规划教材

作者:
陈根祥
定价:
51.00 元
版面字数:
800千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2023年
ISBN:
978-7-04-030584-5
物料号:
30584-00
出版时间:
2010-11-15
读者对象:
高等教育
一级分类:
电气/电子信息/自动化类
二级分类:
电子信息/通信专业课
三级分类:
光纤通信

作为20世纪人类社会所取得的最伟大的技术成就之一,光纤通信技术已经发展成为人类向信息化时代迈进不可替代的重要基石,并正在经历以光纤到户和网络全光化为标志的重大技术变革。本书根据光纤通信技术的最新进展和未来发展趋势,对光纤通信所涉及的基本原理、物理概念、基础理论和实验技术进行了较为完整和深入的论述。全书大致可以分为光纤与光波导技术基本理论、光通信器件的理论与技术、光纤通信系统与网络技术、光纤与光纤通信系统测量及数学附录等几个主要的部分。内容涉及光纤通信技术的各主要方面。为适应不同层次和不同专业读者的学习和教学需要,上述各部分之间保持了相对的独立性。为了使学生能够巩固所学知识并培养其应用所学知识解决实际问题的能力,对在研究和开发工作中具有重要应用价值的有关数值分析方法进行了较详细的论述,并在每一章后配备了大量的基础性和知识延伸性习题。为适应研究型教学的需要,其中部分习题属于带有研究性质的大型习题,可供教师组织有兴趣的学生进行研讨与练习。

本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,可作为通信工程、电子信息及应用物理类专业本科生和研究生相关课程的教材使用,也可供通信领域的科研和工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一篇 光纤技术基础
        • 第1章 引论
          • 1.1 电通信技术的发展
            • 1.2 光通信的必要性及其技术基础
              • 1.2.1 光通信的必要性与空间光通信
                • 1.2.2 光纤技术的发展
                  • 1.2.3 模间色散与单模光纤技术
                    • 1.2.4 群速色散与动态单纵模激光器
                    • 1.3 光纤通信技术的历史、现状与未来
                      • 1.3.1 早期的850nm光纤通信系统
                        • 1.3.2 1.31μm光纤通信系统
                          • 1.3.3 1.55μm光纤通信系统
                            • 1.3.4 光纤通信网络体系结构
                              • 1.3.5 密集波分复用技术
                                • 1.3.6 外调制技术与光时分复用
                                  • 1.3.7 网络全光化
                                    • 1.3.8 光纤接入网
                                      • 1.3.9 光纤通信技术的未来发展方向
                                      • 习题 
                                      • 第2章 电磁理论基础
                                        • 2.1 电磁现象的普遍规律
                                          • 2.1.1 Maxwell方程组
                                            • 2.1.2 电磁场与物质之间相互作用的宏观描述
                                              • 2.1.3 电磁场边值关系
                                                • 2.1.4 Maxwell方程组的物理含义
                                                  • 2.1.5 电磁场量纲系统
                                                  • 2.2 电磁场波动方程与电磁波
                                                    • 2.2.1 Maxwell方程组的频域形式
                                                      • 2.2.2 频域波动方程
                                                        • 2.2.3 自由空间中的均匀平面波
                                                          • 2.2.4 波的相速度与群速度
                                                            • 2.2.5 介质的损耗与增益
                                                            • 2.3 电磁场的能量与能流
                                                              • 2.3.1 电磁场能量守恒定律
                                                                • 2.3.2 复数表示
                                                                • 2.4 光的反射与折射
                                                                  • 2.4.1 Snell定律
                                                                    • 2.4.2 Fresnel公式
                                                                      • 2.4.3 重要结论
                                                                      • 习题 
                                                                      • 第3章 一维平面光波导
                                                                        • 3.1 一维平面光波导及其几何光学分析
                                                                          • 3.1.1 一维均匀平面光波导的基本结构
                                                                            • 3.1.2 模式及其特征方程
                                                                              • 3.1.3 模式分类及数量
                                                                                • 3.1.4 模式特征方程的具体形式
                                                                                  • 3.1.5 波导参数与模式截止特性
                                                                                    • 3.1.6 模式场分布
                                                                                      • 3.1.7 一个例子的数值计算结果
                                                                                      • 3.2 一维平面光波导的波动理论分析
                                                                                        • 3.2.1 光波导本征值问题
                                                                                          • 3.2.2 场方程及其束缚态解的形式
                                                                                            • 3.2.3 场分解与模式分类
                                                                                              • 3.2.4 TE模的场分布与特征方程
                                                                                                • 3.2.5 TM模的场分布与特征方程
                                                                                                • 3.3 若干重要概念及其内涵
                                                                                                  • 3.3.1 光线、光波与光子
                                                                                                    • 3.3.2 波导内电磁场的存在形态和功率流
                                                                                                      • 3.3.3 模式的相速度与群速度
                                                                                                        • 3.3.4 模间色散与频率色散
                                                                                                        • 3.4 数值方法
                                                                                                          • 3.4.1 任意一维波导结构的场方程
                                                                                                            • 3.4.2 有限差分方法
                                                                                                              • 3.4.3 传输矩阵方法
                                                                                                              • 习题 
                                                                                                              • 第4章 光纤模式理论
                                                                                                                • 4.1 光纤基本结构与分类
                                                                                                                  • 4.1.1 光纤基本结构
                                                                                                                    • 4.1.2 折射率分布的主要类型
                                                                                                                      • 4.1.3 光纤的数值孔径与归一化频率
                                                                                                                        • 4.1.4 多模光纤与单模光纤
                                                                                                                        • 4.2 纵向均匀光波导中场的纵横关系
                                                                                                                          • 4.2.1 纵向场与横向场
                                                                                                                            • 4.2.2 纵向均匀光波导内场的纵横关系
                                                                                                                            • 4.3 阶跃光纤的严格矢量解
                                                                                                                              • 4.3.1 阶跃光纤中电磁场的波动方程
                                                                                                                                • 4.3.2 场的纵向分量
                                                                                                                                  • 4.3.3 横向场分量
                                                                                                                                    • 4.3.4 模式特征方程及矢量模的分类
                                                                                                                                      • 4.3.5 矢量模的截止特性
                                                                                                                                        • 4.3.6 光纤的单模传输条件
                                                                                                                                          • 4.3.7 矢量模的特性曲线
                                                                                                                                            • 4.3.8 矢量模的场分布、简并性与光功率密度分布
                                                                                                                                            • 4.4 阶跃型弱导光纤的标量近似理论
                                                                                                                                              • 4.4.1 弱导光纤与线偏振模
                                                                                                                                                • 4.4.2 线偏振模的特征方程
                                                                                                                                                  • 4.4.3 线偏振模的简并性及其与矢量模的关系
                                                                                                                                                    • 4.4.4 线偏振模的截止特性
                                                                                                                                                      • 4.4.5 线偏振模的特性曲线与功率限制因子
                                                                                                                                                      • 4.5 无界抛物型折射率分布弱导光纤
                                                                                                                                                        • 4.5.1 折射率分布
                                                                                                                                                          • 4.5.2 无界抛物型光纤中的模式场分布
                                                                                                                                                            • 4.5.3 基模场分布与模场直径
                                                                                                                                                            • 4.6 光波导中模式的普遍性质
                                                                                                                                                              • 4.6.1 传导模、辐射模与泄漏模
                                                                                                                                                                • 4.6.2 光波导本征值问题
                                                                                                                                                                  • 4.6.3 模式的完备性与光场展开
                                                                                                                                                                    • 4.6.4 模式的正交性与归一化
                                                                                                                                                                      • 4.6.5 模式正交性的证明
                                                                                                                                                                        • 4.6.6 β2的稳定性
                                                                                                                                                                          • 4.6.7 光波导不规则性与模耦合
                                                                                                                                                                          • 4.7 近似方法
                                                                                                                                                                            • 4.7.1 变分法
                                                                                                                                                                              • 4.7.2 等效阶跃折射率近似
                                                                                                                                                                              • 4.8 单模光纤
                                                                                                                                                                                • 4.8.1 概述
                                                                                                                                                                                  • 4.8.2 阶跃型单模光纤
                                                                                                                                                                                    • 4.8.3 单模光纤的模场直径
                                                                                                                                                                                      • 4.8.4 单模光纤中的随机双折射
                                                                                                                                                                                        • 4.8.5 偏振保持光纤
                                                                                                                                                                                        • 习题 
                                                                                                                                                                                        • 第5章 光纤色散
                                                                                                                                                                                          • 5.1 光纤色散的来源
                                                                                                                                                                                            • 5.1.1 概述
                                                                                                                                                                                              • 5.1.2 多模光纤中的模式色散
                                                                                                                                                                                                • 5.1.3 Sellmeyer定律和材料色散
                                                                                                                                                                                                  • 5.1.4 波导效应所引起的色散
                                                                                                                                                                                                  • 5.2 单模光纤的色散
                                                                                                                                                                                                    • 5.2.1 基本关系式
                                                                                                                                                                                                      • 5.2.2 群时延
                                                                                                                                                                                                        • 5.2.3 阶跃型单模光纤的色散
                                                                                                                                                                                                          • 5.2.4 单模光纤色散的一般描述
                                                                                                                                                                                                          • 5.3 单模光纤中的光信号传输
                                                                                                                                                                                                            • 5.3.1 频域分析
                                                                                                                                                                                                              • 5.3.2 光信号的时域传输方程
                                                                                                                                                                                                                • 5.3.3 光脉冲的色散展宽
                                                                                                                                                                                                                  • 5.3.4 光脉冲的色散啁啾效应
                                                                                                                                                                                                                  • 5.4 偏振模色散
                                                                                                                                                                                                                    • 5.4.1 偏振模色散的来源
                                                                                                                                                                                                                      • 5.4.2 偏振模色散的统计描述
                                                                                                                                                                                                                      • 习题 
                                                                                                                                                                                                                      • 第6章 光纤的非线性光学特性
                                                                                                                                                                                                                        • 6.1 光纤中光学非线性的一般理论描述
                                                                                                                                                                                                                          • 6.1.1 极化率张量
                                                                                                                                                                                                                            • 6.1.2 非线性折射率
                                                                                                                                                                                                                              • 6.1.3 光纤非线性传输方程
                                                                                                                                                                                                                                • 6.1.4 受激非弹性散射过程
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.1.5 非线性响应速度与超快过程
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.1.6 光纤非线性的重要意义
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.2 自相位调制
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.2.1 SPM啁啾效应
                                                                                                                                                                                                                                        • 6.2.2 高斯脉冲的SPM谱展宽效应
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.2.3 色散的影响
                                                                                                                                                                                                                                          • 6.3 交叉相位调制
                                                                                                                                                                                                                                            • 6.3.1 两不同频率光信号间的XPM耦合传输方程
                                                                                                                                                                                                                                              • 6.3.2 光纤的非线性双折射
                                                                                                                                                                                                                                                • 6.3.3 同向准连续波之间的XPM效应
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.3.4 反向传输准连续波之间的XPM效应
                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4 四波混频
                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.1 光纤中的四波混频效应
                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.4.2 FWM耦合传输方程
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.4.3 泵浦-信号相互作用机制
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.4 FWM光学相位共轭与光谱反转
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.5 色散对光纤中FWM效应的影响
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.5 受激非弹性散射
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.5.1 光纤中的受激非弹性散射过程
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.5.2 受激拉曼散射
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.3 受激布里渊散射
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.6 光纤中的光学孤立子
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.6.1 光纤中光学孤立子的基本特性
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.6.2 各种非理想因素对光孤子传输特性的影响
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.7 数值分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.7.1 分步傅里叶方法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.7.2 对称分步傅里叶方法
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.7.3 迭代的对称分步傅里叶方法
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第7章 光纤制造技术与光缆
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.1 光纤制造技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.1.1 基本原理及技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.1.2 内部气相沉积法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.1.3 外部气相沉积法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.1.4 拉丝工艺
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 光缆
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.2.1 光缆的基本技术要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2.2 光缆的基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.2.3 光缆的主要类型
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3 光纤损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.3.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.3.2 石英材料的本征吸收损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.3.3 杂质吸收损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3.4 瑞利散射损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.3.5 弯曲损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3.6 改善光纤损耗特性的技术方向
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.4 光纤的主要类型与技术规范
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.4.1 多模光纤的主要类型与技术规范
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.4.2 单模光纤的主要类型与技术规范
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.5 特种光纤及其制造
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.5.1 稀土掺杂光纤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5.2 光子晶体光纤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.5.3 偏振保持光纤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.5.4 塑料光纤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第二篇 光通信器件技术基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第8章 基本光纤器件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.1 分波/合波器件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.1.1 分波/合波器件基本类型及功能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1.2 器件参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2 耦合波导理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.1 耦合波导的基本结构与分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.2 耦合波方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.2.3 耦合波方程的标准形式及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.2.4 耦合波导结构光学特性的矩阵表示
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.5 关于耦合波导的重要结论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.3 熔烧拉锥型光纤耦合器技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.4 光纤接续技术与光纤连接器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.1 光纤熔接技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.2 光纤活动连接器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.3 光纤连接损耗
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.5 光隔离器、环形器和衰减器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.5.1 光隔离器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 8.5.2 光纤环形器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.5.3 光衰减器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第9章 光学滤波器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1 Fabry-Pérot滤波器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.1 Fabry-Pérot(FP)滤波器的基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1.2 FP滤波器的光学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.1.3 FP滤波器的性能参数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2 介质膜滤波器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.1 介质膜滤波器基本组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.2.2 单层介质膜的光学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.2.3 多层膜技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3 HiBi光纤Sagnac环滤波器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.1 滤波器基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.3.2 HiBi光纤Sagnac滤波器的传输矩阵法分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4 Mach-Zender型滤波器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.1 Mach-Zender型滤波器的基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4.2 MZ滤波器的传输矩阵法分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5 光纤光栅
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5.1 光纤光栅基本结构和类型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5.2 光栅区域的光场耦合方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5.3 光纤光栅的传输矩阵分析方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.5.4 啁啾与切趾技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.5.5 取样光栅
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第10章 光纤放大器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.1 光放大器的发展历程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.1.1 早期的探索
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.1.2 掺铒光纤放大器技术的发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.1.3 光纤拉曼放大技术的发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1.4 其他光放大技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2 辐射跃迁过程的物理基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.2.1 基本相互作用过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.2.2 自发辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2.3 受激辐射
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2.4 受激吸收
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.2.5 模式增益和粒子数反转条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2.6 光子态密度与黑体辐射定律
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.2.7 Einstein关系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2.8 自发辐射过程的本质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.2.9 能级的自然宽度与线型函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3 掺铒光纤放大器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3.1 掺铒光纤放大器的基本原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.2 EDFA的基本组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.3.3 EDFA的行波速率方程理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.3.4 EDFA的增益饱和特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.4 EDFA的动态模型与数值化方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.4.1 动态情形
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.4.2 数值化方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.5 放大器噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.5.1 EDFA的噪声特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.5.2 粒子数反转因子与噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.5.3 EDFA的级联
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.6 光纤Raman放大器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.6.1 受激与自发Raman散射过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.6.2 FRA的基本理论模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.6.3 动态情形
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.6.4 光纤的Raman增益系数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.6.5 FRA的基本实施方式与开关增益
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.6.6 多泵浦宽带Raman放大技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.7 FRA的噪声特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.7.1 ASE噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.7.2 FRA的多径干涉噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.7.3 FRA的四波混频噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.7.4 FRA的其他噪声来源
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.7.5 新型Raman泵浦技术案例
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第11章 半导体光电子器件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.1 半导体的光电子学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1.1 半导体的能带结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1.2 主要的半导体材料及其掺杂
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.3 半导体内的光学过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.1.4 半导体的增益和吸收特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.1.5 PN结及其光电子学特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.1.6 双异质结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.1.7 异质结的外延生长技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.1.8 量子结构材料
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1.9 简化的材料增益模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1.10 自发复合与载流子寿命
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2 FP型双异质结构激光器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.1 FP型激光器的基本结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.2 FP激光器的阈值特性与纵模
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.3 FP激光器的零维模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.2.4 FP激光器的稳态特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.2.5 弛豫过程与开关延迟
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.2.6 FP激光器的调制特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.2.7 FP激光器的光谱特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3 动态单纵模激光器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.3.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.3.2 Bragg光栅
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.3.3 DBR激光器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3.4 DFB激光器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.5 VCSEL
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.6 SG-DBR激光器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.4 发光二极管
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.4.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.4.2 面发射LED
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.4.3 边发射LED
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.4 LED的峰值波长与光谱宽度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.4.5 LED的光-电流特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5 半导体光放大器
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.5.1 SOA的基本结构和技术要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.5.2 SOA的理论模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5.3 稳态光增益特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.4 增益饱和
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.5 SOA的噪声特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.5.6 SOA的非线性特性及其应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.5.7 增益钳制技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5.8 SOA光开关
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.6 半导体光电检测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.6.1 光电导效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.6.2 PN结光电二极管
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.6.3 PIN光电二极管
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.6.4 雪崩光电二极管
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.7 光电检测噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.7.1 散弹噪声过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.7.2 散弹噪声过程的数字特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.7.3 散弹噪声过程的功率谱密度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.7.4 暗电流和热噪声
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.7.5 光电检测过程的信噪比
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第三篇 光纤通信系统和网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第12章 光纤传输系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.1 光纤传输系统的基本组成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.2 光发送机组件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.2.1 码型转换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.2.2 调制/驱动电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.2.3 自动功率控制电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.2.4 自动温度控制电路
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.3 光接收机组件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.3.1 前端
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.3.2 线性通道
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.3.3 数据恢复
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.4 光放大器噪声及其级联
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.4.1 光放大器的噪声特性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.4.2 光放大器的级联
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.5 色散调节技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.5.1 发送端的色散调节
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.5.2 传输段的色散调节
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.5.3 接收端的色散调节
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.6 光纤传输系统设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 12.6.1 系统单元参数的选择
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.6.2 损耗限制系统和光功率预算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.6.3 色散限制系统及色散预算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.6.4 带宽设计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.7 光纤传输系统性能评估
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 12.7.1 系统参考模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 12.7.2 误码性能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 12.7.3 抖动性能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 12.7.4 光接口技术要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 第13章 光纤通信网
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.1 通信网的拓扑结构与分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.1.1 通信网的拓扑结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.1.2 通信网的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.2 准同步数字体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.2.1 PDH的不同系列
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.2.2 时分复用和PCM30/32路系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.2.3 PDH高次群的时分复用
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.2.4 PDH系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.3 同步数字体系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.3.1 SDH的速率等级和帧结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.3.2 SDH的复用映射结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.3.3 SDH基本网络单元设备
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.3.4 SDH传输网
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.4 异步传递模式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.4.1 ATM信元结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.4.2 ATM(B-ISDN)协议参考模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.4.3 ATM交换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.5 互联网协议
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.5.1 TCP/IP参考模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.5.2 互联网协议
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.5.3 宽带IP网的传输技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.6 光纤通信网的管理、保护与恢复
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.6.1 光纤通信网的管理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.6.2 光纤通信网的保护与恢复
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第14章 全光网技术及其发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.2 通信网络的发展过程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.2.1 电网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.2.2 光电混合网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.2.3 全光网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.3 全光网络中的传输技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.3.1 WDM全光通信网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.3.2 OTDM全光通信网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 14.3.3 OCDMA全光通信网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.3.4 分组交换全光通信网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.4 无源光网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.4.1 GPON
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.4.2 EPON
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.4.3 WDM-PON
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.5 光传送网
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.5.1 G.709 OTN信息结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.5.2 OTN的优点
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.6 自动交换光网络
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.6.1 ASON技术的发展
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 14.6.2 ASON的分层体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.6.3 ASON的技术优势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.7 全光网的网络管理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.7.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.7.2 全光网络的管理需求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.7.3 全光网络的管理功能和方式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.7.4 管理通道的实现
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.8 全光网络的安全问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.8.1 全光网络的安全特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.8.2 攻击类型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 14.8.3 全光网络攻击方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.8.4 全光网络的安全措施
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第四篇 光纤与光纤通信系统测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第15章 光纤测量技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.1 光功率计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 15.2 光纤几何参数的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.2.1 光纤预制棒的测试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 15.2.2 折射近场法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 15.2.3 近场扫描法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 15.2.4 反射法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.2.5 光纤数值孔径的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.3 光纤衰减测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 15.3.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.3.2 截断法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 15.3.3 插入损耗法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.3.4 背向散射法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.4 光纤色散的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 15.4.1 模间色散
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 15.4.2 模间色散的时域测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 15.4.3 模间色散的频域测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.4.4 色度色散的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.5 光纤偏振特性的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 15.5.1 光纤拍长的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.5.2 光纤偏振模色散的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.6 光纤的机械特性和强度测试
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 15.6.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 15.6.2 光纤的强度衰弱和断裂
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 15.6.3 测量方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 15.7 光时域反射计
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 15.7.1 光时域反射计的功能
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 15.7.2 OTDR的测试步骤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.7.3 OTDR测试实例及结果判读
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第16章 光纤通信系统性能的测量与监控
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 16.1 光接收机灵敏度和动态范围的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 16.1.1 光接收机灵敏度的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 16.1.2 光接收机动态范围的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 16.2 光纤通信系统误码率和功率代价的测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 16.2.1 误码率测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 16.2.2 功率代价测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 16.3 眼图及其测量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 16.4 光谱分析仪
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 16.5 光纤通信系统的在线监测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 16.5.1 概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 16.5.2 光纤通信质量监测系统的基本技术要求
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 16.5.3 传输损耗的在线监测技术
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附  录
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附录1 矢量分析和场论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 附1.1 矢量的基本运算法则
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附1.1.1 矢量的加法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附1.1.2 矢量的点积(标量积)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附1.1.3 矢量的叉积(矢量积)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附1.1.4 并矢(张量积)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附1.1.5 参量微积分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附1.1.6 重要公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附1.2 矢量场和标量场
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附1.2.1 空间位矢、标量场和矢量场
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 附1.2.2 Hamilton矢量算子
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附1.2.3 标量场的梯度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附1.2.4 矢量场的散度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附1.2.5 矢量场的旋度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附1.2.6 Helmholtz定理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附1.2.7 重要公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附1.3 三维正交曲线坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附1.3.1 线度元、面积元和体积元
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附1.3.2 梯度、散度和旋度
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 附1.3.3 Laplacian算子
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附1.3.4 直角坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附1.3.5 柱坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附1.3.6 球坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附录2 Bessel函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附2.1 整数阶Bessel方程及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附2.1.1 Bessel方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附2.1.2 Bessel函数和Neumann函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附2.1.3 第一类和第二类的Hankel函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附2.2 Bessel函数的性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附2.2.1 递推关系和微分公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 附2.2.2 Jm(x)和Nm(x)的函数曲线
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附2.2.3 小宗量近似
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 附2.2.4 大宗量近似
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附2.2.5 Bessel函数的零点公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 附2.3 整数阶的变形Bessel方程及其解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 附2.3.1 变形Bessel方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附2.3.2 第一类和第二类的变形Bessel函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 附2.4 变形Bessel函数的性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 附2.4.1 递推关系和微分公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 附2.4.2 Im(x)和Km(x)的函数曲线
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 附2.4.3 小宗量近似
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 附2.4.4 大宗量近似
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 参考文献