光波导与光纤通信课程教学大纲

《光波导与光纤通信》课程教学大纲

一、《光波导与光纤通信》课程说明

（一）课程代码：08131013

（二）课程英文名称：Fundamentals of Light Wave Guide & Fibre Optical

Communication

（三）开课对象：应用物理学专业本科生

（四）课程性质：

光波导与光纤通信应用物理学专业本科生的专业选修课。其预修课程有大学物理、数理方法、通信原理等。本课程的目的本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状。

（五）教学目的：

本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状，更好地适应社会需要。

（六）教学内容：

光纤通信是现代通信网的重要组成部分,本课程内容主要包括光波导和光纤的基本理论和性质;半导体、激光器、光检测器、光放大器等光纤通信器件的基本理论和性质;光发射机、光接收机的基本理论和性质;光纤通信系统的构成、设计方式以及光纤通信中各种新技术、新发展。

（七）学时数、学分数及学时数具体分配

学时数： 54 学时

分数： 3学分

学时数具体分配：

教学内容讲授实验/实践合计第一章概论 2 2

第二章光纤与导光原理8 8

第三章光缆的制造及无源光器件 4 4

第四章光源与光检测器 4 4

第五章光纤激光器 6 6

第六章光纤放大器 6 6

第七章线路编码与多媒体应用 6 6

第八章光发射机与光接收机 6 6

第九章光纤网络通信技术 6 6

第十章光纤通信系统中的测量 6 6

合计54 54 （八）教学方式

以课堂讲授为主要授课方式

（九）考核方式和成绩记载说明

考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。二、讲授大纲与各章的基本要求

第一章概论

教学要点：

通过本章学习，使学生掌握光纤通信的发展史及其发展方向，光纤通讯的优点及特点。

1.了解光纤通信的发展状况。

2.理解光纤通信的特点。

教学时数：2学时

教学内容：

第一节光纤通信的发展概况

第二节光纤通信的特点

考核要求：

1.1光纤通信的发展概况

1.1.1光纤通信的发展史（了解）

1.1.2光纤通信的发展动态及方向（识记）

1.2光纤通信的特点

1.2.1光纤通信的优点及特点（识记）

第二章光纤与导光原理

教学要点：

要求学生深刻理解和熟练掌握光纤的波动理论及光纤的色散和脉冲展宽；一般理解和掌握光纤的结构和分类及光纤的损耗。

1.深刻理解和熟练掌握光纤的波动理论。

2. 深刻理解和熟练掌握光纤的色散和脉冲展宽。

3. 一般理解和掌握光纤的结构和分类。

4. 一般理解和掌握光纤的损耗。

教学时数：8学时

教学内容：

第一节光纤的波动理论

第二节光纤的色散和脉冲展宽

第三节光纤的结构和分类

第四节光纤的损耗

考核要求：

2.1光纤的波动理论

2.1.1光在光纤中传播的特点（识记）

2.1.2光纤导波理论（应用）

2.1.3光纤的波动理论（应用）

2.2光纤的色散和脉冲展宽

2.2.1光纤中光色散的原因（识记）

2.2.2光纤中光色散理论（应用）

2.2.3光纤中光脉冲展宽理论（应用）

2.3光纤的结构和分类

2.3.1光纤的结构（识记）

2.3.2光纤的分类（识记）

2.3.3常见几种光纤的工作特点（领会）

2.4光纤的损耗

2.4.1光损耗理论（应用）

2.4.2光纤中光的损耗（领会）

第三章光缆的制造及无源光器件

教学要点：

通过学习，使学生了解光缆的制造方法、光缆的结构及分类。理解无源光器件的概念及工作特点。

1.了解光缆的制造方法。

2.了解光缆的结构及分类。

3.理解无源光器件的概念及工作特点。

教学时数：4学时

教学内容

第一节光纤的制造方法

第二节光缆的结构和分类

第三节无源光器件

考核要求：

3.1光纤的制造方法

3.1.1光纤的制造方法（领会）

3.2光缆的结构和分类

3.2.1光缆的结构（识记）

3.2.2光缆的分类（识记）

3.2.3常见光缆的工作特点（领会）

3.3无源光器件

3.3.1无源光器件的定义及工作原理（识记）

3.3.2无源光器件的工作特点（识记）

第四章光源与光检测器

教学要点：

使学生掌握光源的发光原理及发光特性；掌握光检测器件的工作原理及工作特点。

1.掌握光源的发光原理和发光特性。

2.掌握光检测器件的工作原理及工作特点。

教学时数：4学时

教学内容：

第一节发光器件的原理与特性

第二节光检测器件

考核要求：

4.1发光器件的原理与特性

4.1.1发光器件的发光原理（应用）

4.1.2发光器件的发光特性（识记）

4.1.3常见的发光器件（领会）

4.2光检测器件

4.2.1光检测器件的工作原理（应用）

4.2.2光检测器件的工作特点（领会）

4.2.3常见的光检测器件（领会）

第五章光纤激光器

教学要点：

深刻理解与熟练掌握光纤激光器的谐振腔和超荧光光纤激光器；一般理解与掌握掺杂光纤和掺稀土元素的光纤激光器。

1.理解光纤激光器的谐振腔的结构及工作原理。

2.理解超荧光光纤激光器的结构及工作原理。

3.理解掺杂光纤优点及相关理论。

4.理解掺稀土元素的光纤激光器工作原理。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节光纤激光器的谐振腔

第二节超荧光光纤激光器

第三节掺杂光纤

第四节掺稀土元素的光纤激光器

考核要求：

5.1光纤激光器的谐振腔

5.1.1光纤激光器的谐振腔的结构（领会）

5.1.2光纤激光器的谐振腔的工作原理（应用）

5.2超荧光光纤激光器

5.2.1超荧光光纤激光器的结构（领会）

5.2.2超荧光光纤激光器的工作原理（应用）

5.3掺杂光纤

5.3.1光纤掺杂的原因（识记）

5.3.2掺杂光纤的优点（领会）

5.3.3掺杂光纤的相关理论（应用）

5.4掺稀土元素的光纤激光器

5.4.1掺稀土元素的光纤激光器的优点（领会）

5.4.2掺稀土元素的光纤激光器的工作原理（应用）

第六章光纤放大器

教学要点：

使学生掌握光纤放大器的基本性能和掺铒光纤放大器的工作原理。

1.掌握光纤放大器的基本性能。

2.掌握掺铒光纤放大器的工作原理。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节掺铒光纤放大器

第二节光纤放大器的基本性能

考核要求：

6.1掺铒光纤放大器

6.1.1使用光纤放大器的优点（识记）

6.1.2掺铒光纤放大器的工作原理（识记）

6.2光纤放大器的基本性能

6.2.1光纤放大器的基本性能（识记）

第七章线路编码与多媒体应用

教学要点：

使学生深刻理解与熟练掌握线路编码，一般理解与掌握光纤通信系统中多媒体处理技术。

1. 深刻理解与熟练掌握线路编码。

2. 一般理解与掌握光纤通信系统中多媒体处理技术。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节线路编码

第二节光纤通信系统中多媒体处理技术

考核要求：

7.1线路编码

7.1.1线路编码的概念（领会）

7.1.2线路编码原理（应用）

7.1.3线路编码技术（识记）

7.2光纤通信系统中多媒体处理技术

7.2.1光纤通信系统中多媒体处理技术（应用）

第八章光发射机与光接收机

教学要点：

要求学生掌握光发射机与光接收机的工作原理和特点。

1. 掌握光发射机的工作原理和特点。

2. 掌握光接收机的工作原理和特点。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节光发射机

第二节光接收机

考核要求：

8.1光发射机

8.1.1光发射机的工作原理（应用）

8.1.2光发射机的工作特点（识记）

8.2光接收机

8.2.1光接收机的工作原理（应用）

8.2.2光接收机的工作特点（识记）

第九章光纤网络通信技术

教学要点：

使学生深刻理解和掌握同步数字系列、异步传输模式、X.25技术、光纤有线电视系统的设计举例；一般理解与掌握信息高速公路的一般概念、传输媒体、网络与网络技术。

１．同步数字系列。

２．异步传输模式。

３．X.25技术。

４．光纤有线电视系统的设计举例。

５．网络与网络技术。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节同步数字系列

第二节异步传输模式

第三节 X.25技术

第四节光纤有线电视系统的设计

第五节网络与网络技术

考核要求：

９.1同步数字系列

9.1.1同步数字的概念（领会）

9.1.2同步数字传输的特点（领会）

9.1.3同步数字系统的设计（应用）

9.2异步传输模式

9.2.1异步传输的概念（领会）

9.2.2异步传输的特点（领会）

9.2.3异步传输系统的设计（应用）

9.3 X.25技术

9.3.1 X.25技术的特点（识记）

9.3.2 X.25技术的应用（领会）

9.4光纤有线电视系统的设计

9.4.1光纤有线电视系统的组成（识记） 9.4.2光纤有线电视系统的设计（应用） 9.5网络与网络技术

9.5.1信息高速公路的一般概念（领会） 9.5.2信息传输媒体（领会）

9.5.3网络及网络技术（领会）

第十章光纤通信系统中的测量

教学要点：

要求掌握光纤特性的测量原理及仪器，掌握光纤数字传输系统传输特性的测量原理及仪器。

1. 掌握光纤特性测量原理及仪器。

2. 掌握光纤数字传输系统传输特性的测量原理及仪器。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节光纤特性的测量

第二节光纤数字传输系统传输特性的测量

第三节光纤测量中常用仪器

考核要求：

10.1光纤特性的测量

10.1.1光纤特性的测量原理（应用）

10.1.2光纤特性的测量仪器（领会）

10.2光纤数字传输系统传输特性的测量

10.2.1光纤数字传输系统传输特性的测量原理（应用）

10.2.2光纤数字传输系统传输特性的测量仪器（领会）

10.3光纤测量中常用仪器

10.3.1光纤测量中常用仪器（识记）

10.3.２仪器的工作原理及特点（领会）

三、推荐教材和参考书目

《光纤通信》，徐宝强等编，北京航空航天大学出版社，1999

《光纤通信》，刘增基等编著，西安电子科技大学出版社，2001

《光纤通信网络》，原荣主编，电子工业出版社，1999