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第1章　光导纤维与光耦合系统绪论1

1.1引言1

1.2一般耦合中的电磁干扰问题和常用解决法3

1.2.1 噪声源和电磁干扰规范3

1.2.2　地回路与安全5

1.2.3　串扰、布线与屏蔽7

1.2.4　共模抑制11

1.2.5　其他问题和解决方法11

1.3光耦合作为替代解决法13

1.3.1　光电隔离线路13

1.3.2　光缆传输信号15

参考文献19

第2章　光耦合现象、光源与探测器22

2.1引言22

2.2辐射度和光度的定义、量值与单位22

2.2.1 电磁波谱23

2.2.2　波谱关系23

2.2.3　光电器件23

2.3非相干光源——发光二极管25

2.3.1　辐射与效率25

2.3.2　发光二极管型式与材料特性26

2.3.3　LED阵列28

2.4相干光源——注入式激光二极管29

2.4.1　激光二极管的基本结构29

2.4.2　注入式激光二极管特性32

2.5发光二极管与激光二极管的比较33

2.5.1　用于光纤系统的适应性33

2.5.2　典型参数比较34

2.5.3　发光二极管和激光二极管的可靠性36

2.6光探测器37

2.6.1 光探测器的特性37

2.6.2 确定光探测器响应的因素38

2.6.3 PIN二极管与雪崩二极管比较39

2.7 电光源和探测器引线41

2.8非接触器件和空间系统的光耦合43

2.8.1 开路和闭路光学系统43

2.8.2 传输路径的特性43

2.8.3 光学传递函数45

2.8.4 一种光耦合器的系统模型46

2.8.5 视线光通信47

2.9通过光耦合解决辐射、串扰和接地问题48

2.9.1 空间并行通道48

2.9.2 光扫描器系统48

2.9.3 耦合和隔离功能50

2.10　光耦合器件的限制50

2.10.1　光源的限制50

2.10.2　光探测器的限制51

2.10.3　光耦合器线性工作的限制52

2.10.4　光隔离器输入与输出信号线之间的耦合电容52

2.10.5　来自光耦合器内部电源线的电容性耦合54

2.10.6　大距离直接耦合中的问题55

参考文献56

第3章　光隔离器59

3.1引言59

3.2 定义和原理60

3.3光隔离器的特性63

3.3.1 光源的输入-输出特性曲线63

3.3.2 光隔离器输入电路的激励63

3.3.3 开关响应和瞬态问题66

3.3.4 温度特性和阈值调整69

3.4电路和系统中的光隔离器71

3.4.1 固态继电电路71

3.4.2 电源控制电路77

3.4.3 线性耦合中的光隔离器78

3.4.4 逻辑电路隔离和线路接收器81

3.4.5 光学变换器83

3.4.6 达林顿光隔离器与TTL逻辑电路的连接84

3.4.7 光隔离器用作限制开关电路87

3.5测试与器件选择90

3.5.1 用曲线示图仪作测试90

3.5.2 评估准则91

3.5.3 各种信号耦合器件的比较94

参考文献95

第4章　光导纤维耦合与连接97

4.1引言97

4.2 定义和说明98

4.3光纤的传输特性100

4.3.1 多模阶跃折射率光纤100

4.3.2 多模梯度折射率光纤102

4.3.3　单模阶跃折射率光纤103

4.3.4 扩散和衰减机理103

4.3.5 光纤与光源和探测器的光谱匹配104

4.4光纤和光缆制作基础知识105

4.4.1 光纤拉伸技术106

4.4.2 光缆设计107

4.5连接器和耦合器111

4.5.1 连接器和端接技术111

4.5.2 光纤与连接器损耗116

4.5.3 光纤耦合器119

4.6 光纤数据传输线路120

参考文献121

第5章　数字光导纤维通信线路125

5.1引言125

5.2数字光导纤维通信线路中元件布局126

5.2.1 输入和输出信号的形式127

5.2.2 光通量估算127

5.2.3 光路中脉冲展宽和上升时间129

5.3发射机网路129

5.3.1 光导纤维系统发射机框图129

5.3.2 驱动器调制方案132

5.3.3 发射机电路的设计示例133

5.4接收机网路136

5.4.1 一般要求136

5.4.2 设计依据和噪声问题138

5.4.3 典型的接收电路141

5.5转发器网路143

5.5.1 转发器网路的元件144

5.5.2 转发器间隔145

5.5.3 光纤通信系统的转发器供电问题146

5.6光导纤维数据总线148

5.6.1 一般特点和性能148

5.6.2 耦合技术149

5.6.3 总线结构布局149

参考文献152

第6章　模拟光导纤维通信线路156

6.1引言156

6.2模拟光导纤维通信线路基础157

6.2.1 典型的模拟光导纤维通信线路的组成部分157

6.2.2 设计依据158

6.2.3 组件和光缆对模拟传输系统的实用价值161

6.3光学传输器件的线性化161

6.3.1 LED发射机的线性度162

6.3.2 激光发射机的线性度165

6.3.3 微波调制166

6.3.4 PIN光电二极管接收机的线性度166

6.4光导纤维视频模拟信号传输168

6.4.1 商业级和演播级视频信号传输168

6.4.2 单信道视频信号和声频信号的传输168

6.4.3 多信道视频信号的传输169

6.4.4 已安装的6km视频传输系统170

参考文献172

第7章　光导纤维线路及有关元件的选择依据176

7.1引言176

7.2系统的总体考虑176

7.2.1 系统技术指标177

7.2.2 光导纤维基带系统与同轴电缆基带系统的比较177

7.2.3 光导纤维基带系统与同轴电缆调频系统的比较178

7.3光导纤维通信系统的元件179

7.3.1 接收机和发射机的相互制约180

7.3.2 实用光缆180

7.3.3 纤维光缆的环境标准181

7.3.4 纤维光缆的标准化181

7.3.5 连接器技术指标182

7.4光电子组件和器件的选择184

7.4.1 连续波激光器和发光二极管驱动电路184

7.4.2 实用光纤系统探测器的要求185

7.5组件和兼容性188

7.5.1 全塑料光导纤维光源和探测器组件188

7.5.2 用于光导纤维系统的特殊双列直插组件（DIP）189

7.5.3 TTL兼容组件189

参考文献190

第8章　光电混合耦合193

8.1引言193

8.2电光系统和声光系统193

8.2.1 电光器件194

8.2.2 声光器件195

8.2.3 声光电压隔离系统196

8.3光开关197

8.3.1 光电开关197

8.3.2 液晶开关199

8.3.3 光耦合微波开关200

8.3.4 电光可调谐滤光器201

8.4混合硬件和光导纤维系统多路传输202

8.4.1 具有键盘输入源数据的混合光学系统203

8.4.2 波分复用（WDM）204

8.4.3 波长信号分离204

参考文献206

第9章　控制和测量中的光导纤维系统208

9.1引言208

9.2工业控制中的光导纤维技术208

9.2.1 探测过程变量的光导纤维技术209

9.2.2 用于过程控制的厂内线路210

9.3光导纤维系统传输特性的测量210

9.3.1 基本光学分贝单位211

9.3.2 光学时域反射计211

9.3.3 光导纤维复连检验装置212

9.4在电磁干扰环境中的光纤线路213

9.4.1 电磁场危险探测器213

9.4.2 光导纤维系统在电力工业中的应用214

9.5加固光导纤维线路215

9.5.1 一般考虑215

9.5.2 光缆的加固216

9.5.3 接收机加固的概念218

参考文献218

第10章　对目前光导纤维系统的评估221

10.1引言221

10.2　研究工作现状和技术水平222

10.2.1　光源的进展222

10.2.2　光探测器的进展222

10.2.3　光缆的进展223

10.2.4　新材料的研究工作223

10.3　世界各地的研究计划和应用项目224

10.3.1　一般竞争态势224

10.3.2　美国224

10.3.3日本225

10.3.4　欧洲225

10.3.5　加拿大226

10.4目前和将来的价格227

10.4.1 使用价值227

10.4.2　价格趋势228

参考文献230

第11章　未来发展趋势232

11.1　引言232

11.2　未来远距离通信中的光纤技术233

11.2.1　80年代光纤系统的技术参数和光缆价格233

11.2.2　增大带宽的要求235

11.2.3　数字电话干线235

11.2.4　地区网路236

11.2.5　光通信与微波传输系统的比较236

11.3　一些特殊应用和发展趋势236

11.3.1红外激光功率的传输236

11.3.2　光纤技术在汽车工业中的应用237

11.3.3　海底光缆系统237

11.3.4　全光学电话238

11.3.5　医学应用238

11.4　未来光纤市场的发展趋势239

11.4.1　对美国光纤市场趋势的早期预测239

11.4.2　光纤需求流程图240

11.4.3　美国光纤系统市场的最近预测241

11.4.4　世界市场的潜力243

11.4.5　远期预测245

参考文献245