职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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魏访，蔡晓明，吴英凯 编

图书标签:

• 光纤光缆
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• 光缆制备
• 职业教育
• 十二五规划
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• 通信技术
• 技术教育
• 专业教材
• 光电子技术

出版社： 华中科技大学出版社

ISBN：9787560980003

版次：1

商品编码：11189006

包装：平装

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：157

字数：245000

正文语种：中文

内容简介

　　《职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备》是主要针对高职院校光电专业学生的专业课教材，内容涉及光纤导光原理、光纤基本特性、光无源器件、光有源器件、光纤的连接与耦合、特种光纤、光纤技术的应用、光缆结构和特性以及光纤光缆制备技术。本书力图深入浅出，结合高职学生的基础和学习能力，在保有一定的理论分析深度的基础上，简化数学分析过程，尽可能多地采用图片和真实实例。全书由魏访、蔡晓明统稿。

目录

第1章 光纤导光原理
1.1 光纤的结构和类型
1.1.1 光纤的结构和各部分的作用
1.1.2 光纤的分类
1.1.3 多模光纤和单模光纤的结构及特点
1.1.4 光纤的几何尺寸参数
1.1.5 相关参数的测量
1.1.6 知识应用
1.2 光在光纤中传输的基本性质
1.2.1 光在光纤中的传输条件
1.2.2 相关参数的测量
1.3 思考题

第2章 光纤的基本特性
2.1 光纤的损耗特性
2.1.1 光纤的损耗系数
2.1.2 光纤损耗分类
2.1.3 光纤损耗参数的测量
2.2 单模光纤的分析
2.3 光纤的色散
2.3.1 光纤的群速度和时延
2.3.2 光纤的色散种类
2.3.3 光纤的带宽
2.3.4 单模光纤色散测量
2.4 光纤的偏振和双折射特性
2.4.1 平面波
2.4.2 光纤的偏振
2.4.3 光纤的双折射
2.4.4 相关参数测量
2.5 光纤的非线性特性
2.5.1 光纤非线性光学效应
2.5.2 非线性折射率
2.5.3 知识应用
2.6 光纤的机械特性与温度特性
2.6.1 机械特性
2.6.2 温度特性
2.6.3 光纤产品的选择
2.7 思考题

第3章 光纤无源器件
3.1 光纤活动连接器
3.2 光衰减器
3.3 光纤光栅
3.4 光耦合器
3.5 光滤波器
3.6 光波分复用器
3.7 光隔离器
3.8 光开关
3.9 思考题

第4章 光纤有源器件
4.1 半导体原子发光机理
4.1.1 半导体的能带结构
4.1.2 自发辐射、受激吸收和受激辐射
4.2 半导体光源
4.2.1 LED和LD的工作原理
4.2.2 LED和LD的输出特性比较
4.2.3 LED和LD的一般性能和应用
4.2.4 光源的调制
4.3 光电检测器件
4.3.1 PIN型光电二极管
4.3.2 雪崩光电二极管（APD）
4.4 光纤激光器
4.4.1 光纤激光器的基本结构及特点
4.4.2 掺铒光纤激光器（EDFA）
4.4.3 高功率光纤激光器及研究进展
4.4.4 光纤激光器的应用
4.4.5 展望
4.5 光纤放大器
4.5.1 掺铒光纤放大器的结构
4.5.2 掺铒光纤放大器
4.6 思考题

第5章 光纤的连接与耦合
5.1 光纤的连接
5.1.1 光纤的连接损耗
5.1.2 光纤的固定连接
5.1.3 光纤的活动连接
5.2 光纤耦合
5.2.1 光源与光纤的耦合
5.2.2 光纤的分光与合光耦合器
5.2.3 光耦合器的技术参数
5.3 思考题

第6章 特种光纤
6.1 偏振保持单模光纤
6.2 大芯径大数值孔径光纤
6.3 色散补偿光纤及模块
6.4 掺稀土光纤
6.5 抗弯曲光纤
6.6 抗辐射光纤
6.7 能量传输光纤
6.8 光子晶体光纤
6.9 思考题

第7章 光纤技术的应用
7.1 通信用光纤
7.1.1 传输用光纤
7.1.2 色散补偿光纤（DCF）
7.1.3 放大用光纤
7.1.4 超连续波（SC）发生用光纤
7.1.5 光器件用光纤
7.1.6 保偏光纤
7.1.7 深紫外光传输用光纤（DUV）
7.2 照明用导光光纤
7.2.1 照明用导光光纤的特征
7.2.2 照明用导光光纤的应用环境
7.3 光纤传感器
7.3.1 概述
7.3.2 光纤传感器的分类
7.4 思考题

第8章 光缆的结构和特性
8.1 光缆的基本构件
8.2 光缆的分类方式
8.3 各种典型结构的光缆
8.4 光缆型号与命名方式
8.5 知识应用
8.6 思考题

第9章 光纤光缆制备技术
9.1 光纤原料、制备与提纯方法
9.1.1 光纤原料特点
9.1.2 SiO2石英光纤用辅助原料及纯度要求
9.2 SiO2石英光纤预制棒制备技术
9.2.1 气相沉积法
9.2.2 大棒组合法（二步法）
9.2.3 非气相沉积技术
9.2.4 光纤预制棒表面研磨处理技术
9.2.5 光纤预制棒质量检测
9.2.6 国内的主要光纤制造企业
9.3 SiO2石英光纤拉丝及一次涂覆
9.3.1 管棒法
9.3.2 光纤的一次涂覆
9.3.3 紫外固化工艺
9.4 光纤张力筛选与着色工艺
9.4.1 张力筛选
9.4.2 光纤着色工艺
9.5 光纤二次涂覆（套塑）工艺
9.6 光纤成缆技术
9.7 思考题
参考文献

前言/序言

现代通信的基石：光纤光缆技术深度解析与应用展望 在信息爆炸的时代，通信速度与容量的需求呈指数级增长，而承载这一切的，正是那些纤细却无比强大的光纤光缆。它们如同现代社会的神经网络，将世界紧密相连，驱动着经济、科技和社会的发展。本书并非简单罗列教材中的知识点，而是旨在深入探讨光纤光缆技术的核心原理、发展脉络、关键制备工艺以及在不同领域的广泛应用，并对未来的技术趋势进行前瞻性展望。我们将剥离教学计划的限制，聚焦于这项革命性技术背后蕴含的科学智慧与工程挑战，力求为读者呈现一幅全面而深刻的光纤光缆技术画卷。 一、光纤光缆的物理基石：光在介质中的传播原理 要理解光纤光缆，首先必须深入理解光在介质中传播的基本原理。本书将从电磁波理论出发，阐述光作为一种电磁波，其在不同折射率介质中传播的特性。我们将详细解析“全内反射”这一光纤通信的核心物理现象。这不仅仅是简单的几何光学反射，而是涉及到光波的衍射和干涉等波动光学特性。通过对光线的几何路径分析，结合介质的折射率梯度，我们将展示光信号如何在纤芯中被有效约束，沿着光纤前进，从而实现远距离传输。 我们将深入探讨光纤的两种主要工作模式：单模光纤和多模光纤。对于单模光纤，其纤芯直径极小，仅允许基模（LP01模）传输，从而最大限度地抑制了模间色散，保证了极高的传输带宽和极低的损耗。我们将解析为什么如此小的纤芯直径能够实现单模传输，并结合惠更斯原理和夫琅禾费衍射理论，解释光波在单模光纤中的传播行为。 对于多模光纤，其纤芯直径较大，允许多种模式的光同时传输。我们将详细分析模间色散，即不同传输模式的光在光纤中以不同的速度传播，导致信号脉冲展宽，限制了传输速率和距离。我们将介绍如何通过改变纤芯的折射率分布（例如阶跃型和渐变型）来优化多模光纤的性能，以减小模间色散的影响，并分析渐变型多模光纤的优势所在。 此外，我们还将讨论光纤的数值孔径（NA）及其物理意义，它决定了光纤能够接受和传输的光线的最大角度范围。NA与纤芯和包层的折射率密切相关，是衡量光纤传输能力的重要参数。 二、光纤光缆的材料科学与制造工艺：从沙粒到信息的桥梁 光纤光缆并非天生存在，而是通过精密的材料科学和先进的制造工艺孕育而成。本书将追溯光纤材料的发展历程，从早期的玻璃材料到如今广泛应用的石英玻璃。我们将深入分析高纯度石英玻璃的优良光学性能，如极低的吸收损耗和散射损耗，以及其对环境因素（如温度、湿度）的稳定性和机械强度。 我们将重点解析光纤制造的核心技术——“化学气相沉积”（CVD）工艺，包括“外部化学气相沉积”（MCVD）、“改进型外部化学气相沉积”（IMCV D）以及“等离子体增强化学气相沉积”（PCVD）等。我们会详细阐述这些工艺的基本原理，例如通过控制气相反应物（如四氯化硅、四氯化锗等）的流量、温度和压力，来精确控制光纤芯层和包层的折射率分布。我们将解析如何通过添加掺杂剂（如锗、氟、钛等）来调节石英玻璃的折射率，从而实现所需的传输特性。 制造过程中的“拉丝”环节同样至关重要。我们将描述如何将预制棒（preform）在高温下熔化，并通过精密控制拉丝塔的高度、温度和拉速，来制造出直径均匀、表面光滑的玻璃纤维。我们将讨论拉丝过程中可能出现的缺陷及其对光纤性能的影响，例如微弯损耗和宏弯损耗，并介绍如何通过优化工艺参数来克服这些挑战。 最后，我们将探讨光纤的涂覆过程。光纤在拉丝后需要进行多层聚合物涂覆，以提供机械保护、防潮、抗紫外线和提高抗拉强度。我们将介绍不同类型的涂料材料及其性能特点，以及涂覆工艺的设备和技术要求。 三、光纤光缆的结构设计与类型：满足多样化通信需求 光纤光缆并非单一形态，而是根据不同的应用场景和传输需求，演变出多种结构和类型。本书将对主要的光纤光缆类型进行详细介绍。 1. 按传输模式分类： 单模光纤光缆 (SMF)： 重点介绍其优势在于低损耗、高带宽，适合长距离、高速通信，是骨干网和海底通信的主力。我们将分析不同规格的单模光纤，如G.652（标准单模光纤）、G.655（非零色散位移光纤）等，并解释它们在色散管理方面的差异和应用场景。 多模光纤光缆 (MMF)： 介绍其相对较低的成本和易于连接的特点，适用于中短距离的局域网和数据中心。我们将详细区分OM1、OM2、OM3、OM4、OM5等不同等级的多模光纤，以及它们在带宽和传输距离上的性能差异。 2. 按应用场景分类： 通信光缆： 这是最常见的类型，用于电信、互联网骨干网、接入网等。我们将探讨其结构设计，包括光纤束、加强件、填充物、铠装层等，以满足耐候性、抗压性、防鼠咬等要求。 电力光缆（OPGW）： 介绍其特殊的应用，即安装在输电线路上，兼具输电和通信功能。我们将解析其结构设计，如何将光纤单元与输电线路的金属导体融合。 特种光缆： 包括用于工业控制、医疗成像（内窥镜）、水下探测、航空航天等领域的特种光纤光缆。我们将简要介绍这些领域的特殊需求，以及为满足这些需求而设计的特种光缆结构。 3. 按结构特点分类： 层绞式光缆： 介绍其光纤单元呈螺旋状缠绕在中心加强件周围的结构，具有良好的抗拉性和抗压性。 中心束管式光缆： 介绍其光纤束置于中心管中的结构，结构紧凑，易于分散应力，适用于温度变化较大的环境。 带状光缆： 介绍其将多根光纤排列成带状，便于高密度布线和快速熔接，常用于数据中心和骨干网。 四、光纤光缆的连接与测试：确保信号的完整传输 光纤光缆的安装和维护同样至关重要，任何一个环节的疏忽都可能导致通信中断或性能下降。本书将深入探讨光纤的连接技术，包括： 熔接（Splicing）： 详细介绍电弧熔接的基本原理和步骤，包括光纤端面处理（切割、剥离）、对准、熔接以及熔接点的保护。我们将分析不同熔接设备的工作方式，以及如何通过熔接来达到极低的插入损耗。 连接器（Connectors）： 介绍不同类型的光纤连接器，如SC、LC、FC、ST等，以及它们的结构特点、安装方式和应用场景。我们将分析连接器接口的精度要求，以及如何通过研磨和抛光来保证低反射损耗。 此外，我们还将重点介绍光纤光缆的测试方法，这是评估光纤性能和定位故障的关键。 光时域反射计（OTDR）： 详细讲解OTDR的工作原理，它如何通过发射光脉冲并分析反射回来的信号来测量光纤的长度、损耗、连接点的位置和反射特性。我们将分析OTDR曲线上各种特征的含义，以及如何利用OTDR来诊断和定位光纤链路中的故障。 光功率计（Optical Power Meter）与光源（Light Source）： 介绍它们如何联合使用来测量光纤链路的总插入损耗，并评估光信号的衰减情况。 色散测量： 对于高性能光纤，色散是限制传输速率的关键因素。我们将简要介绍色散的类型（如模间色散、色散补偿）及其测量方法。 五、光纤光缆在信息时代的价值与未来展望 光纤光缆作为现代信息基础设施的基石，其价值不言而喻。它不仅支撑着全球互联网的高速运行，推动着云计算、大数据、人工智能等新兴技术的发展，还在智能交通、智慧医疗、物联网等领域发挥着越来越重要的作用。 展望未来，光纤光缆技术仍将不断演进： 超低损耗光纤： 科学家们正致力于研发损耗更低的光纤材料和结构，以实现更长距离、更高效的传输。 聚合光纤（Few-Mode Fiber, FMF）与多芯光纤（Multi-Core Fiber, MCF）： 这些新型光纤结构能够进一步提升传输容量，通过在同一根光纤中传输多个光信号模式或在同一根光纤中集成多个独立的纤芯，实现“空分复用”和“模式复用”，极大地提高频谱利用率。 硅光子技术与光子集成： 将光电子器件集成在硅基芯片上，有望实现微型化、低功耗的光通信模块，与光纤光缆形成协同效应。 量子通信中的应用： 光纤在量子密钥分发（QKD）等量子通信技术中扮演着关键角色，确保通信的绝对安全。 智能化光网络： 借助人工智能和大数据分析，实现光网络的智能化管理和优化，提高网络的可靠性和效率。 本书旨在通过深入的理论解析、详实的工艺介绍和前瞻性的应用展望，为读者构建一个关于光纤光缆技术的完整认知体系。我们希望通过对这项核心技术的全面梳理，能够激发读者对现代通信的兴趣，理解信息时代发展的强大驱动力，并为相关领域的学习和研究提供有益的参考。

评分☆☆☆☆☆

看到《职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备》这个书名，我联想到的是一套非常实用、贴近实际工作需求的教材。作为一名希望在通信行业发展的人，我深知理论知识的重要性，但更看重的是能够解决实际问题的能力。这本书的标题中“职业技术教育”和“课程改革规划教材”的字样，让我觉得它很可能不是一本纯理论的书，而是更加侧重于实际操作和技能培养。我希望能在这本书里学到关于光纤的实际应用，比如在电信、互联网、广播电视等领域的具体部署和使用。书中会不会介绍一些常见的连接器、耦合器等光纤配件的原理和选型？对于光纤的连接和熔接技术，我更是迫切希望能够有详细的讲解，最好能配有图文并茂的操作步骤。毕竟，在实际工作中，这些基础的动手能力才是最直接体现技术水平的。如果这本书能为我提供一套完整的、从理论到实践的指南，帮助我掌握光纤光缆相关的核心技能，那将是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店看到这本《职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备》时，立刻被它厚实的体量和扎实的标题吸引了。虽然标题听起来有些学术化，但我认为这恰恰说明了它内容的深度和广度。作为一名正在学习相关专业知识的学生，我一直渴望能够获得一套系统、权威的教材，能够真正地带领我进入光纤光缆这个专业领域。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能结合实际的工程应用，讲述光纤在实际通信网络中的作用。比如，在数据传输、网络建设中，光纤是如何扮演关键角色的？它又面临着哪些挑战，比如衰减、色散等问题，这些问题在书中是否会有深入的分析和解决方案？我更期待的是，书中能介绍一些光纤的测试和维护技术，这对于日后在实际工作中至关重要。毕竟，了解如何铺设、连接和维护光纤，和了解光纤本身的原理一样重要。如果这本书能做到理论与实践相结合，那么它无疑会成为我学习道路上的一盏明灯。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上印着“职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备”，光是这个名字就足以让我对它充满了期待。我一直对通信领域，特别是光纤通信技术非常感兴趣，感觉这是未来信息高速公路的核心。这本书的标题暗示了它将涵盖光纤从制造到应用的全过程，这正是我希望了解的。想象一下，通过这本书，我能了解到那些细若发丝的光纤是如何被制造出来的，它们经历了怎样的工艺流程，有哪些关键的技术难题需要克服。我尤其好奇书中会不会详细介绍不同类型光纤的结构特点、材料选择以及各自的优势和适用场景。此外，“制备”这个词也让我联想到实际的生产过程，书中会不会涉及一些现代化的光纤制造设备和自动化生产线？我希望它能提供一些直观的图解或者流程图，让我能够清晰地理解整个生产链条。总而言之，这本书的名字给我一种“干货满满”的感觉，我迫切地希望通过它来深入学习光纤光缆的技术细节和生产工艺，为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

第一次翻开这本《职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备》，我最直观的感受是它在内容上的系统性。从标题来看，它应该是一本面向职业技术教育的教材，这意味着它在内容的组织上必然会遵循一定的教学逻辑，循序渐进地引导读者掌握知识。我猜测书中应该会对光纤的基本原理进行详细的阐述，比如光的折射、全反射等物理现象在光纤传输中的应用。然后，再逐步深入到光纤的结构、材料、制造工艺等更具体的技术层面。我非常希望书中能够包含一些关于光纤性能参数的介绍，比如带宽、衰减系数、数值孔径等等，并且能解释这些参数对光纤传输效率的影响。同时，“制备”这个词也让我对书中的内容充满了好奇，我设想它会详细介绍光纤的拉丝、涂覆、检测等一系列生产环节，甚至可能还会涉及一些不同类型光纤的制备工艺差异。如果这本书能以清晰的条理和丰富的图例，将光纤光缆的整个技术体系展现在我面前，那将是对我学习的最大帮助。

评分☆☆☆☆☆

《职业技术教育十二五课程改革规划教材：光纤光缆技术与制备》这个书名，给我的第一印象就是它的定位非常明确，是为职业技术教育量身打造的。这意味着它在内容的编写上，应该会更加注重理论与实践的结合，力求让学习者能够快速地掌握光纤光缆的核心技术，并能够应用于实际工作中。我非常期待书中能够详细介绍光纤的分类、结构以及它们各自的工作原理。例如，单模光纤和多模光纤在传输特性上有什么区别？它们分别适用于哪些场景？同时，“制备”这个词也让我对书中的生产工艺部分充满了兴趣。我希望书中能够涵盖光纤制造的各种技术，比如化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积等，并且能够对各种工艺的优缺点进行比较分析。此外，如果书中还能介绍一些光纤的检测和质量控制技术，比如OTDR（光时域反射仪）的使用和数据解读，那将极大地提升这本书的实用性。总的来说，我希望这本书能够提供一套全面、深入、实用的光纤光缆技术知识体系。