СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие редактора перевода............................................................................................................................ 5
Предисловие редактора серии   ................................................................................................................................ 6
1. Общие сведения об оптических системах связи ...............................................................................................10
1.1. Задачи   ................................................................................................................................................................. 31
1.2. Резюме .................................................................................................................................................................. 32
2. Распространение света в оптических волокнах  .............................................................................................. 32
2.1. Распространение  света  в  оптических  волокнах   на основе  лучевой модели  ...................................32
2.2. Материальная дисперсия  ................................................................................................................................. 44
2.3. Совместное влияние дисперсии материала и межмодовой дисперсии .................................................. 62
2.4. Среднеквадратическая    длительность    импульсов    и    передаточная характеристика  волокна  65
Задачи ............................................................................................................................................................................74
Резюме ..........................................................................................................................................................................74
3. Потери в оптических волокнах ............................................................................................................................. 75
3.1. Механизм потерь  .................................................................................................................................................75
3.2. Влияние ионизирующего излучения .................................................................................................................. 83
3.3. Оптимальная длина волны   для   кварцевых   оптических волокон  .........................................................85
3.4. Пластмассовые  волокна   и кварцевые  волокна  с  полимерной  обо­лочкой ..................................... 88
Задачи ........................................................................................................................................................................... 91
Резюме ..........................................................................................................................................................................91
4. Изготовление оптических кварцевых волокон и кабелей и измерение их характеристик  ...................... 92
4.1. Методы изготовления оптических волокон  ................................................................................................... 92
4.2. Оптические кабели  ........................................................................................................................................... 104
4.3. Соединение оптических волокон и соединительные устройства ............................................................ 107
4.4. Измерение характеристик  оптического  волокна .......................................................................................109
4.5. Сравнение оптических волоконных линий с обычными электрическими линиями передачи данных 113
Задачи ........................................................................................................................................................................  117
Резюме......................................................................................................................................................................... 117
5. Распространение   электромагнитных   волн в ступенчатых   оптических волокнах  .............................. 118
5.1. Моды и лучи  ......................................................................................................................................................  118
5.2. Распространение волноводных мод в идеальном ступенчатом волокне  ............................................ 121
5.3. Слабо направляющие волокна   ......................................................................................................................131
5.4. Временная дисперсия в ступенчатых волокнах  ........................................................................................  137
5.5. Одномодовые оптические  волокна   ...........................................................................................................   141
Задачи  ......................................................................................................................................................................... 148
Резюме ........................................................................................................................................................................ 148
6. Распространение  электромагнитных   волн   в  градиентных  оптических волокнах................................149
6.1. Моды в градиентных волокнах..........................................................................................................................149
6.2. Эквивалентность приближения Венцеля—Крамерса—Брнллюэна и лучевой модели ........................160
6.3. Межмодовая дисперсия в градиентных волокнах  ...................................................................................... 161
6.4. Внутрнмодовая дисперсия в градиентных волокнах   ................................................................................ 171
6.5. Общая дисперсия  в градиентных волокнах  ................................................................................................ 173
6.6. Взаимодействие мод.......................................................................................................................................... 181
Задачи  ......................................................................................................................................................................... 188
Резюме .........................................................................................................................................................................189
7. Основные свойства полупроводников  ............................................................................................................ 190
7.1. Общие сведения   ............................................................................................................................................... 190
7.2. Собственные и примесные полупроводники  ..............................................................................................  192
7.3.р-л-переход ...........................................................................................................................................................200
7.4.Рекомбинация  и  диффузия  носителей  ........................................................................................................204
7.5. Эффективность инжекцни   .............................................................................................................................  206
7.6. Обедненный слой   ............................................................................................................................................. 208
7.7. Эквивалентная   схема   р-n-перехода .........................................................................................................  210
Задачи  ........................................................................................................................................................................ 211
Резюме......................................................................................................................................................................... 212
8. Инжекционная  люминесценция  .........................................................................................................................212
8.1. Процессы   рекомбинации   ...........................................................................................................................   212
8.2. Спектры рекомбинацнонного излучения .......................................................................................................214
8.3. Прямозоиные и непрямозониые полупроводники........................................................................................218
8.4. Внутренняя квантовая эффективность..........................................................................................................221
8.5. Внешняя квантовая эффективность...............................................................................................................224
8.6. Конструкции светоизлучающих диодов  для оптической   связи ................................................................227
8.7. Высокочастотные особенности........................................................................................................................232
Задачи ........................................................................................................................................................................  236
Резюме ........................................................................................................................................................................238
9. Использование гетероструктур ..........................................................................................................................239
9.1. Гетеропереходы .................................................................................................................................................239
9.2. Двойная гетероструктура .................................................................................................................................249
9.3. Светоизлучающие диоды на основе двойной гетероструктуры .............................................................. 255
9.4. Изготовление гетероструктур ..........................................................................................................................261
Задачи ........................................................................................................................................................................  263
Резюме ........................................................................................................................................................................264
10. Работа полупроводникового лазера ...............................................................................................................265
10.1. Основные принципы работы  лазера ...........................................................................................................265
10.2. Оптическое усиление   в полупроводнике ....................................................................................................269
10.3. Лазерный порог ................................................................................................................................................281
10.4. Характеристики лазеров  .............................................................................................................................. 284
Задачи  ........................................................................................................................................................................ 286
Резюме ........................................................................................................................................................................287
11. Полупроводниковые лазеры для оптической связи .....................................................................................288
11.1. Разработка полосковых   лазеров    ........................................................................................................    288
11.2 Оптические и электрические характеристики полосковых и зарошенных
гетероструктурных лазеров.................................................................................................................................... 292
11.3. Источники длинноволнового   излучения ..................................................................................................  304
11.4. Надежность светодиодов   и   лазеров   на основе   двойных   гетеро­ структур  ............................ 304
Задачи .......................................................................................................................................................................  307
Резюме ........................................................................................................................................................................308
12. Полупроводниковые p-i-n-фотодиодиые детекторы ..................................................................................308
12.1. Общие сведения ..............................................................................................................................................308
12.2. Собственное поглощение  ............................................................................................................................ 311
12.3. Квантовый   выход  ........................................................................................................................................ 312
12.4. Материалы и конструкции p-i-n-фотоднодов ............................................................................................ 314
12.5. Импульсные и частотные характеристики p-i-n-фотодиодов................................................................ 319
12.6. Шум p-i-n -фотодиодов ...................................................................................................................................324
Задачи .......................................................................................................................................................................  326
Резюме .......................................................................................................................................................................327
13. Лавиииые фотодиодиые детекторы    ........................................................................................................   328
13.1. Лавинное умножение   носителей .................................................... .......................................................... 328
13.2. Устройство лавинных фотодиодов  ........................................................................................................    333
13.3. Ширина полосы пропускания лавинных фотодиодов ............................................................................  338
13.4. Шум лавинных фотодиодов ......................................................................................................................... 340
Задачи ....................................................................................................................................................................... 345
Резюме ....................................................................................................................................................................  345
14. Усилитель приемника оптических сигналов   ............................................................................................    346
14.1. Общие сведения   .......................................................................................................................................    346
14.2. Источники шума в оптическом приемнике   .............................................................................................  347
14.3. Схемы усилителей и их элементная база ..................................................................................................349.
14.4. Схема усилителя напряжения .....................................................................................................................351
14.5. Усилитель с обратной связью,  или траиснмпедаисный   усилитель ...................................................362
14.6. Практический пример ....................................................................................................................................365
Задачи  .....................................................................................................................................................................  367
Резюме ..................................................................................................................................................................... 368
15. Регенерация  цифровых сигналов ............................................................................................................... 369
15.1. Причины  появления  ошибок при регенерации цифровых сигналов ..................................................359
15.2. Квантовый предел детектирования  .......................................................................................................   378
15.3. Влияние шумов усилителя  и тепловых  шумов на вероятность............................................................384
15.4. Штраф за шум в практических системах связи  .....................................................................................  388
Задачи .....................................................................................................................................................................  394
Резюме..................................................................................................................................................................... 396
16. Открытые оптические системы связи.......................................................................................................   397
16.1. Общие сведения. ...........................................................................................................................................397
16.2. Характеристики передачи ...........................................................................................................................398
16.3. Источники излучения ....................................................................................................................................405
16.4. Фотодетекторы .............................................................................................................................................414
16.5. Примеры открытых оптических систем связи ........................................................................................422
Задачи ....................................................................................................................................................................  427
Резюме..................................................................................................................................................................... 428
17. Волоконно-оптические системы связи........................................................................................................ 429
17.1. Общие сведения........................................................................................................................................... 429
17.2. Экономические преимущества  волоконно-оптических систем  связи .............................................. 430
17.3. Цифровые волоконно-оптические системы связи ............................................................................... 438
17.4. Аналоговые волоконно-оптические системы связи ............................................................................. 451
17.5. Применение ВОЛС в локальных сетях связи .........................................................................................458
17.6. Городские сети связи ................................................................................................................................. 465
Задачи ....................................................................................................................................................................  467
Резюме.................................................................................................................................................................... 468