《光纖通信技術(shù)》課程教學(xué)大綱、教案、課程日歷

《光纖通信技術(shù)》課程教學(xué)大綱

OpticalFiberCommunicationsTechnology

課程編碼：TX102030適用專業(yè)：通信工程，信息工程等

先修課程：《電磁場與電磁波》、《大學(xué)物理》及《通信原理》

學(xué)分?jǐn)?shù)：3

總學(xué)時數(shù)：48實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時：0

考核方式：校考

一、課程性質(zhì)和任務(wù)

本課程是為通信工程類相關(guān)專業(yè)本科生設(shè)立的技術(shù)基礎(chǔ)類專業(yè)必修課程，旨

在介紹光纖通信的基本原理和系統(tǒng)，使學(xué)生對光纖通信在當(dāng)今信息領(lǐng)域內(nèi)高速發(fā)

展并起到關(guān)鍵作用的技術(shù)有較好的了解。課程主要內(nèi)容包括：光纖傳輸原理與特

性，光源與光發(fā)射系統(tǒng)，光探測器與光接收系統(tǒng)，光放大器原理與應(yīng)用，光纖通

信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)等，并將介紹代表當(dāng)今高速大容最光纖通信技術(shù)主流的波分復(fù)用光

纖通信技術(shù)、全光光纖通信技術(shù)等代表未來光纖通信技術(shù)發(fā)展方向的新技術(shù)。

二、課程教學(xué)內(nèi)容和要求

第一章緒論

1?教學(xué)內(nèi)容：光纖通信的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，光纖通信系統(tǒng)簡介，光纖通信中若

干基本名詞介紹。

2.教學(xué)目的和要求：使學(xué)生了解光纖通信的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，理解光纖通信系

統(tǒng)的組成以及各部分的功能。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光纖通信系統(tǒng)的組成以及各部分的功能。

4.學(xué)時分配：3學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第二章光纖光纜

1?教學(xué)內(nèi)容：光纖的幾何描述，光在光纖中的傳輸，光纖的模式，光纖的損耗,

光纖的色散，光纖的雙折射與偏振，光纖的非線性特性，光纜類型與結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)目的和要求：使學(xué)生了解光在光纖中傳輸模式，重點(diǎn)掌握光纖特性。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光纖特性。

4.學(xué)時分配：8學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第三章光源與光發(fā)射系統(tǒng)

1?教學(xué)內(nèi)容：光發(fā)射系統(tǒng)簡介，半導(dǎo)體材料中的光發(fā)射與光吸收，發(fā)光二極管,

半導(dǎo)體激光器的工作原理與特性，半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)，光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)目的和要求：使學(xué)生了解光發(fā)射系統(tǒng)的組成及其功能，理解光源的類型,

掌握半導(dǎo)體激光器的工作原理與特性。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：半導(dǎo)體激光器的工作原理與特性。

4.學(xué)時分配：7學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第四章光探測器與光接收系統(tǒng)

1?教學(xué)內(nèi)容：光接收系統(tǒng)簡介，光探測器，光接收機(jī)結(jié)構(gòu)，光接收機(jī)的噪

聲，光接收機(jī)的靈敏度。

2.教學(xué)目的和要求：使學(xué)時了解光接收系統(tǒng)的組成及其功能，理解光接收機(jī)的

噪聲，掌握光探測器的工作原理和光接收機(jī)的靈敏度的計算。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光探測器的工作原理和光接收機(jī)的靈敏度的計算。

4.學(xué)時分配：7學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第五章光無源器件

1?教學(xué)內(nèi)容：光通信系統(tǒng)中的無源器件，光纖耦合器，光調(diào)制器和光開關(guān)，光

纖光柵，光波導(dǎo)器件，其它波分復(fù)用器件。

2.教學(xué)目的和要求：使學(xué)時了解光通信系統(tǒng)中的無源器件。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光纖耦合器，光開關(guān)。

4.學(xué)時分配：4學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第六章光通信中的光放大器

1?教學(xué)內(nèi)容：光放大基本原理，半導(dǎo)體激光放大器，摻餌光纖放大器，光纖喇

曼放大器，光纖布里淵放大器，光放大器在系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2.教學(xué)目的和要求：理解光放大基本原理，了解半導(dǎo)體激光放大器，光纖喇曼

放大器，光纖布里淵放大器以及光放大器在系統(tǒng)中的應(yīng)用。掌握摻餌光纖放大

器。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光放大基本原理，光纖喇曼放大器。

4.學(xué)時分配：4學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第七章光纖通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)

1?教學(xué)內(nèi)容：光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，光纖通信系統(tǒng)特性參數(shù)與設(shè)計，及相關(guān)光網(wǎng)

絡(luò)技術(shù)。

2.教學(xué)目的和要求：學(xué)習(xí)光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)，掌握光纖通信系

統(tǒng)特性參數(shù)與設(shè)計；理解光網(wǎng)絡(luò)的組成，光接入網(wǎng)技術(shù)及全光光纖通信網(wǎng)絡(luò)的

原理。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光纖通信系統(tǒng)特性參數(shù)與設(shè)計，光網(wǎng)絡(luò)及光接入網(wǎng)技術(shù)原理。

4.學(xué)時分配：6學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題

第八章高速光纖通信技術(shù)

1?教學(xué)內(nèi)容：高速光纖通信技術(shù)的概念，高速光纖通信技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)。

2.教學(xué)目的和要求：學(xué)習(xí)高速光纖通信技術(shù)的基本概念，理解相關(guān)高速光纖通

信技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

3.教學(xué)重難點(diǎn)：高速光纖通信技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

4.學(xué)時分配：2學(xué)時。

第九章光纖通信復(fù)用技術(shù)

1?教學(xué)內(nèi)容：光纖通信復(fù)用技術(shù)的基本概念，波分復(fù)用技術(shù)的原理及密集波分

復(fù)用系統(tǒng)。

2.教學(xué)目的和要求：學(xué)習(xí)波分復(fù)用技術(shù)的原理，密集波分復(fù)用系統(tǒng)的組成及相

關(guān)技術(shù)。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：密集波分復(fù)用系統(tǒng)組成及技術(shù)。

4.學(xué)時分配：3學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題

第十章光纖通信新技術(shù)

1?教學(xué)內(nèi)容：新型光纖技術(shù)，全光通信技術(shù)，相干光纖通信技術(shù)等。

2?教學(xué)目的和要求：了解相關(guān)光纖通信新技術(shù)

3.教學(xué)重難點(diǎn)：新型光纖技術(shù)及全光通信技術(shù)。

4.學(xué)時分配：2學(xué)時。

5.作業(yè)：課后習(xí)題

三、各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時分配

項(xiàng)學(xué)時分配

主要內(nèi)容習(xí)題實(shí)上合

講課

課驗(yàn)機(jī)計

緒論

第一章33

光纖光纜

第二章88

光源與光發(fā)射系統(tǒng)

第三章77

光探測器與光接收系統(tǒng)

第四章718

第五章光無源器件44

光通信中的光放大器

第六章44

第七章光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)66

第八章高速光纖通信技術(shù)22

第九章光纖通信復(fù)用技術(shù)33

第十章光纖通信新技術(shù)213

合計46248

四、本課程與其它課程的聯(lián)系

先修課程有《電磁場與電磁波》、《大學(xué)物理》及《通信原理》后續(xù)課程

有“光纖傳輸系統(tǒng)”，“光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”，"光纜工程”等。

五、建議教材及參考資料

1.張新社等，光纖通信技術(shù)，人民郵電出版社，2014.1

2.劉增基.光纖通信.西安電子科技大學(xué)出版社,2000

3.L.G.卡左夫斯基等著.張肇儀等譯.光纖通信系統(tǒng)?人民郵電出版

社，1999

4.顧嘛儀.光纖通信系統(tǒng).北京郵電大學(xué)出版社，1999年

5.李玉權(quán)，崔敏，蒲濤等譯，李玉權(quán)校，光纖通信，國外電子與通信教材系

列，電子工業(yè)出版社版社.7

6.DjafarK.Mynbaev,LowellL.Scheinereds.,Fiber-Optic

CommunicationsTechnology,PearsonEducation,Inc.,2001

7.趙梓森著，光纖通信工程（修訂版），人民郵電出版社，2001

8.GOVINDP.AGRAWAL,Fiber-OpticCommunicationSystems（3rdEdition）,

清華大學(xué)出版社（影印版），2004年7月

三、教學(xué)日歷

課程名稱：光纖通信技術(shù)____________郵電大學(xué)

所在系部：_

主講教師：_教學(xué)日歷

授課班級：_

（課程起止時間：2014年8月25日至2014年12月

日學(xué)實(shí)

周

期驗(yàn)

教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)與難點(diǎn)

日/學(xué)

次

月時時

1.1光纖通信概述光纖通信基本概念

126/81.2光纖通信系統(tǒng)主要特點(diǎn)20光纖通信系統(tǒng)的組成以及各部分的

1.3光纖通信系統(tǒng)的簡介功能、

1.4光纖通信系統(tǒng)的分類

1.5光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用光纖通信系統(tǒng)的分類

129/820

1.6光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望光纖的結(jié)構(gòu)和類型

2.1光纖的基本概念

光在光纖中的傳輸原理（射線理論

22/92.2光在光纖中的傳輸原理20

分析）

39/92.2光在光纖中的傳輸原理20光在光纖中傳輸?shù)牟▌永碚?/p>

光纖傳輸特性，包括光纖損耗、光

312/92.3光纖傳輸特性20

纖色散、光纖的非線性特性

2.4光纜光纜類型與結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體材料中的

416/920

3.1半導(dǎo)體材料中的光電效應(yīng)光發(fā)射與光吸收

半導(dǎo)體激光器的類型、工作原理和

523/93.2半導(dǎo)體激光器（LD）20

工作特性

半導(dǎo)體發(fā)光二極管的類型、工作原

3.3半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)

526/920理和工作特性、分布反饋式(DFB)

3.4新型半導(dǎo)體激光器

激光器

3.5光源的調(diào)制光源的調(diào)制、光發(fā)射系統(tǒng)的組成及

630/920

3.6光發(fā)射機(jī)其功能

半導(dǎo)體PN結(jié)的光電效應(yīng)

77/104.1光探測器20

PIN光電二極管

4.1光探測器雪崩光電二極管(APD)

710/1020

習(xí)題知識回顧和梳理

光接收機(jī)的各部分組成、結(jié)構(gòu)及工

814/104.2光接收機(jī)20

作原理

4.2光接收機(jī)

光接收機(jī)中的噪聲及信噪比、接收

921/105.1光纖連接器20

靈敏度的推導(dǎo)計算、光纖耦合器

5.2光纖耦合器

5.3光調(diào)制器

924/105.4光開關(guān)20光開關(guān)、光纖光柵

5.5光纖光柵

5.6光衰減器

5.7光隔離器光隔離器、光環(huán)行器、光放大基本

1028/1020

5.8光環(huán)行器原理

6.1光放大器

半導(dǎo)體激光放大器和摻餌光纖放大

6.2半導(dǎo)體激光放大器(SoA)

114/1120器基本原理

6.3摻餌光纖放大器(EDFA)

6.4光纖喇曼放大器(FRA)光纖喇曼放大器基本原理、光纖通

117/1120

7.1光纖通信系統(tǒng)的基本概念信系統(tǒng)的組成

1211/117.2數(shù)字光纖通信系統(tǒng)2O數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成、性能指標(biāo)

副載波光纖傳輸系統(tǒng)

7.3模擬光纖通信系統(tǒng)

1318/112O光纖接入網(wǎng)的基本概念

7.4光纖接入網(wǎng)技術(shù)

EPON光纖接入網(wǎng)

7.4全光通信網(wǎng)技術(shù)全光通信網(wǎng)的概念

1321/118.1高速光纖通信系統(tǒng)的概念2O高速光纖通信系統(tǒng)的概念及面臨的

8.2高速光纖通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)

高速光器件技術(shù)、前向糾錯編碼

8.3高速光纖通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1425/112O(FEC)技術(shù)、光波分復(fù)用(WDM)

9.1光纖通信復(fù)用技術(shù)的概念

技術(shù)

9.2光波分復(fù)用技術(shù)前向糾錯編碼(FEC)技術(shù)、光波分

1716/122O

9.3密集光波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)復(fù)用技術(shù)、DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

11.1新型光纖技術(shù)

1719/1211.2全光光纖通信技術(shù)2O新型光纖技術(shù)、全光通信技術(shù)

11.3相干光纖通信

1823/12總復(fù)習(xí)2O習(xí)題

注：教學(xué)日歷務(wù)請于開學(xué)的第二周前送回系、部主任:

四、學(xué)生平時考核情況記錄表

第1次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年8月26日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第一章緒論

1.1光纖通信概述

1.2光纖通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

1.3光纖通信系統(tǒng)的簡介

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.了解光纖通信的發(fā)展史；

2.理解光在電磁波譜中的位置、光纖通信所用光波的波長范圍；

3.掌握光纖通信系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

光纖通信的特點(diǎn)、光纖通信系統(tǒng)的組成

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

光纖通信系統(tǒng)的組成

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)方時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動法（分鐘）

讓學(xué)生思考，所能了解的通信手段有多少種？

教學(xué)

通信經(jīng)歷了烽火臺、人工傳遞、有線、無線等舉手設(shè)問引

情境2分鐘

多種傳遞手段，那么在現(xiàn)代信息社會中，信息發(fā)言導(dǎo)法

設(shè)計

傳輸容量最大的是采用什么方式？

大家在什么地方用過光纖呢？家里或宿舍上網(wǎng)

問題舉手啟發(fā)式

時信息是通過什么進(jìn)行傳輸或如何進(jìn)行傳輸?shù)?分鐘

牽引發(fā)言教學(xué)法

呢？

請學(xué)生回答自己對實(shí)際生活中所接觸的光纖光

導(dǎo)入纜的認(rèn)識和理解，通過提問對學(xué)生進(jìn)行較好的啟發(fā)式

2分鐘

新課引導(dǎo)，舉例介紹光纖通信在實(shí)際生活中的應(yīng)用，教學(xué)法

讓學(xué)生在上課開始時很快提高興趣。

1.1光纖通信概述

從光纖通信的基本概念引出光纖波導(dǎo)的發(fā)

現(xiàn)過程和光纖通信的發(fā)展歷程。

要求

1.2光纖通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)學(xué)生

介紹光纖通信的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，包括：頻帶寬、

對一

傳輸容量大；損耗小，中繼距離長；重量輕，

些重

講授體積??；抗電磁干擾性能好；泄露小，保密性

80分鐘

內(nèi)容好；節(jié)約金屬材料等。要的講授法

1.3光纖通信系統(tǒng)的簡介知識

介紹光纖通信系統(tǒng)的基本組成部分：光發(fā)

做筆

送機(jī)、光纖線路及光接收機(jī)；繼而簡要介紹三

記

個部分的基本工作原理、工作目標(biāo)以及相關(guān)器

件。

課堂回顧《通信原理》內(nèi)容，試說出一般通信系統(tǒng)點(diǎn)名

討論法2分鐘

提問的基本組成和主要性能指標(biāo)由哪些？提問

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。

內(nèi)容共同

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：練習(xí)法10分鐘

總結(jié)回答

1?光纖通信的定義及特點(diǎn)；

2.光纖通信系統(tǒng)的組成及其作用。

LL什么是光纖通信，它有哪幾種調(diào)制方式？

1.2.光纖通信與電通信方式的主要差異有哪

布置些？

練習(xí)法2分鐘

作業(yè)1.3.光纖通信系統(tǒng)有哪幾部分組成？各個作用

是什么？

1.4.光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？

第2次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年8月29日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第一章緒論

1.4光纖通信系統(tǒng)的分類

1.5光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用

1.6光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

第二章光纖光纜

2.1光纖的基本概念

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1?了解光纖通信的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢；

2.掌握光纖的結(jié)構(gòu)和類型。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

光纖的結(jié)構(gòu)和類型

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

光纖的結(jié)構(gòu)和類型

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

光纖的結(jié)構(gòu)？

內(nèi)容點(diǎn)名

它的優(yōu)越性體現(xiàn)在哪幾個方面？5分鐘

回顧提問

什么是光纖通信系統(tǒng)？

1.4光纖通信系統(tǒng)的分類要求

講授

分別介紹光纖通信系統(tǒng)按照不同標(biāo)準(zhǔn)的分學(xué)生80分鐘

內(nèi)容類情況，包括：按照傳輸信號、所采用的光纖、

對一

調(diào)制方式、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍的分類。些重任務(wù)驅(qū)

1.5光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用要的動教學(xué)

介紹光纖通信系統(tǒng)的各種應(yīng)用。

知識法

1.6光纖通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及展望

做筆

介紹光纖通信系統(tǒng)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀以及

記

未來的發(fā)展趨勢。

2.1光纖的基本概念

介紹光纖的基本結(jié)構(gòu)及折射率要求；介紹

階躍型光纖與漸變型光纖折射率的分布；介紹

光纖的分類。

課堂把實(shí)物或?qū)嵨锏哪Ｏ笳故窘o學(xué)生觀察，加深學(xué)點(diǎn)名

演示法6分鐘

互動生對光纖的結(jié)構(gòu)的理解提問

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)共同

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象?；卮?/p>

內(nèi)容【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

練習(xí)法8分鐘

總結(jié)1.光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展；

2.光纖的結(jié)構(gòu)；

3.光纖的分類。

1.5.光纖通信技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了那幾個階段？

光纖通信主要應(yīng)用在哪幾方面？試簡述。

布置1.6.

1.7.光纖通信技術(shù)未來朝哪幾個方向發(fā)展？練習(xí)法1分鐘

作業(yè)

1.8.解釋下面詞匯：FTTC,FTTH,FTTB,

ETDM,OTDM,WDM,OCDM,OFDMo

第3次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月2日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第二章光纖光纜

2.2光在光纖中的傳輸原理

2.2.1平面波在兩種介質(zhì)交界面的反射與折射

2.2.2光纖的射線理論分析

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握采用射線法分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理；

2.掌握采用射線法分析漸變型光纖的導(dǎo)光原理。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

階躍型光纖和漸變型光纖的導(dǎo)光原理（射線法）

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

漸變型光纖的導(dǎo)光原理

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

內(nèi)容光纖的結(jié)構(gòu)是怎樣的？點(diǎn)名

3分鐘

回顧光纖的分類？提問

2.2光在光纖中的傳輸原理要求

簡要回顧平面波在兩種介質(zhì)交界面的反射學(xué)生

任務(wù)驅(qū)

講授與折射；詳細(xì)講述采用射線法分析階躍型光纖對一

動教學(xué)85分鐘

內(nèi)容的導(dǎo)光原理及其相關(guān)物理量的推導(dǎo)過程。些重

法

介紹漸變型光纖的導(dǎo)光原理。要的

知識

做筆

記

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)共同

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象?；卮?/p>

內(nèi)容

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：練習(xí)法10分鐘

總結(jié)

1?什么是數(shù)值孔徑？

2.什么是時間延時？

2.16什么是光纖的數(shù)值孔徑NA?有何物理意

義？

2.36均勻光纖芯與包層的折射率分別為

布置

nl=1.5,n2=L45。試計算：（1）光纖芯與包層的相練習(xí)法2分鐘

作業(yè)

對折射率差。（2）光纖的數(shù)值孔徑。

2.37一光纖的纖芯折射率是1.52,包層的折射

率是1.45,計算其數(shù)值孔徑。

第4次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月9日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第二章光纖光纜

2.2光在光纖中的傳輸原理

2.2.3光纖傳輸?shù)牟▌永碚?/p>

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握采用波動理論分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理；

2.了解波動理論分析漸變型光纖導(dǎo)光原理的方法；

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

光纖模式，光纖波導(dǎo)傳輸?shù)牟▌永碚摚?/p>

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

光纖傳輸?shù)牟▌永碚?/p>

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

內(nèi)容什么是數(shù)值孔徑？點(diǎn)名

3分鐘

回顧什么是時間延時？提問

2.2光在光纖中的傳輸原理要求

介紹光纖傳輸?shù)牟▌永碚?，推?dǎo)均勻光纖學(xué)生

的標(biāo)量解，詳細(xì)講述均勻光纖（階躍型）的傳對一

講授

輸模式。簡單介紹非均勻光纖（漸變型）的標(biāo)些重85分鐘

內(nèi)容任務(wù)驅(qū)

量解。要的

動教學(xué)

知識

法

做筆

記

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)共同

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象?；卮?/p>

內(nèi)容

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：練習(xí)法10分鐘

總結(jié)

L階躍型光纖的標(biāo)量解；

2.單模光纖的傳輸條件。

2.17.光纖的波動方程是什么？

2.18.光纖的電磁場表達(dá)式是什么？

2.19.光纖的特征方程是什么？有何物理意義？

2.20.什么是光纖的截止波長？

2.39.對于典型的漸變型光纖：NA=0.275,纖芯

直徑50μm,求當(dāng)工作在131Onm窗口時，光纖

中可容納的模式數(shù)。

2.40.已知階躍型光纖，纖芯折射率nl=1.50,相

對折射率差4=0.5%,工作波長入0=1.31Um,試

求：(1)保證光纖單模傳輸時，光纖的纖芯半

布置

徑a應(yīng)為多大？(2)若a=5um,保證光纖單模練習(xí)法2分鐘

作業(yè)傳輸時，n2應(yīng)如何選擇？

2.47.已知均勻光纖芯的折射率nl=1.5,相對折

射率差4=0.01,芯半徑a=25"m,試求:

(1)LPIl模的截止波長。

(2)若乙=l4m,計算光纖的歸一化頻率V

以及其中傳輸模的模數(shù)量。

2.48.階躍光纖，若nl=1.5,A)=L3"m計算：

(1)若4=0.25,為了保證單模傳輸，其芯徑

應(yīng)取多大。

若取a=54m,為保證單模傳輸，△應(yīng)取都多大。

第5次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月12日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第二章光纖光纜

2.3光纖傳輸特性

2.3.1光纖的損耗特性

2.3.2光纖的色散特性

2.3.3光纖的其他特性

2.3.4光纖的國際標(biāo)準(zhǔn)

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1?理解損耗和色散的概念；

2.掌握光纖色散的不同分類以及相關(guān)原因；

3.掌握不同原因所造成的不同損耗給光纖通信帶來的影響；

4.了解光纖的幾何特性、光學(xué)特性、機(jī)械特性和溫度特性；

5.了解國際標(biāo)準(zhǔn)定義下的不同型號光纖以及他們的用途。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

光纖的損耗和色散

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

光纖的色散

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

內(nèi)容1.單模光纖的傳輸條件？點(diǎn)名

3分鐘

回顧2.什么是光纖的損耗？提問

講授2.3光纖傳輸特性要求85分鐘

內(nèi)容介紹光纖的損耗特性，重點(diǎn)講述光纖的吸學(xué)生

收損耗和散射損耗；講解光纖色散與脈沖展寬對一

的關(guān)系、色散的表示和幾種情況下的最大時延些重任務(wù)驅(qū)

差；介紹另外四種光纖的傳輸特性。介紹光纖要的動教學(xué)

的國際標(biāo)準(zhǔn)。知識法

做筆

記

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。

內(nèi)容【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：共同

練習(xí)法10分鐘

總結(jié)1.光纖的損耗；回答

2.光纖的色散；

3.光纖的其他傳輸特性

2.21.光纖傳輸特性通常有幾種？分別是什么？

2.22.什么是光纖的色散？分析多模光纖和單模

光纖的色散機(jī)理。

2.23.為什么色散和損耗是光纖通信的主要限制

因素？

2.37.一階躍型多模光纖的纖芯半徑a=25um,折

射率相對折射率差△

布置nl=1.5,=0.01,L=Ikm,

試求：1）該光纖數(shù)值孔徑NA=?2）該光纖模式練習(xí)法2分鐘

作業(yè)

色散是多少？3）假設(shè)只考慮模式色散,其它色

散均忽略不計，則光纖帶寬為多少？

2.38.有一個15km長的多模漸變型光纖線路工

作波長人=1.3um,使用的LED光源譜寬A人

=16nm,己知該光纖材料色散系數(shù)是

5ps∕km.nm,模式色散是0.3ns∕km,求此光纖材

料色散是多少？此光纖線路總色散是多少？

第6次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月16日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第二章光纖光纜

2.4光纜

第三章光源與光發(fā)射系統(tǒng)

3.1半導(dǎo)體材料中的光電效應(yīng)

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.了解光纜的基本組成、幾種典型結(jié)構(gòu)及光纜的各種分類和光纜型號命名

方式；

2.了解能級與能帶的關(guān)系；

3.理解光與物質(zhì)的三個作用過程；

4.掌握激光器的基本工作原理及響應(yīng)的三個發(fā)光條件。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

激光器的基本工作原理

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

激光器工作的三個發(fā)光條件

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

內(nèi)容1.什么是光纖損耗？點(diǎn)名

3分鐘

回顧2.什么是光纖色散？提問

2.4光纜要求

講授

介紹光纜的基本組成部分；介紹4種典型的光學(xué)生85分鐘

內(nèi)容

纜結(jié)構(gòu)；介紹9種常用的光纜分類方式；介紹對-

光纜型號和命名方式。些重任務(wù)驅(qū)

3.1半導(dǎo)體材料中的光電效應(yīng)要的動教學(xué)

從原子的能級引出能帶形成的原因，繼而介紹知識法

在導(dǎo)帶和價帶之間發(fā)生的光與物質(zhì)的三個作做筆

用，分別是受激輻射、自發(fā)輻射和受激吸收；記

最后詳細(xì)講解激光器發(fā)光須滿足的三個基本條

件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、受激輻射和光學(xué)諧振腔。

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

內(nèi)容共同

1.常見的光纜類型有哪些？練習(xí)法10分鐘

總結(jié)回答

2.能級和能帶的概念

3.光與物質(zhì)的三個作用

4.激光器的工作原理

3.1.簡述受激吸收，受激輻射和自發(fā)輻射過程。

3.2.什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？

3.3.什么是激光器的閾值條件？

3.4.—個半導(dǎo)體激光器，諧振腔長L=200μm,其

諧振腔內(nèi)工作物質(zhì)平均損耗系數(shù)為

αi=2dB∕mm,諧振腔兩個反射鏡的反射系數(shù)為

Rl×R2=0.9×0.95,求激光器的閾值系數(shù)gth,

布置若R2由0.95降低到0.35,激光器的閾值電流

練習(xí)法2分鐘

作業(yè)如何變化？。

3.5.一個GaAlAsZGaAs半導(dǎo)體激光器,其工作波

長為85Onm,諧振腔內(nèi)材料的折射率n=3.5,腔

長L=200μm,求其縱模模數(shù)以及縱模間的波長

間隔。

2.20.構(gòu)成激光器必須具備的條件有哪些？

2.21.在光纖通信系統(tǒng)中，光源為什么要加正向

電壓?

第7次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月23日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第三章光源與光發(fā)射系統(tǒng)

3.2半導(dǎo)體激光器

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握半導(dǎo)體激光器的工作原理；

2.了解F-P腔半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)與分類；

3.掌握半導(dǎo)體激光器的閾值特性。

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

半導(dǎo)體激光器的工作原理及其特性

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

半導(dǎo)體激光器的工作原理

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六）、本次課教學(xué)過程設(shè)計

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時間

教師活動

環(huán)節(jié)活動方法（分鐘）

1.能級和能帶的概念

內(nèi)容點(diǎn)名

2.光與物質(zhì)的三個作用3分鐘

回顧提問

3.激光器的工作原理

3.2半導(dǎo)體激光器（LD）要求

通過介紹本征半導(dǎo)體和重?fù)诫sN型與P型學(xué)生

半導(dǎo)體的能帶分布，引出不同結(jié)構(gòu)的F-P腔半

講授對一

導(dǎo)體激光器的特點(diǎn)，包括同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)和85分鐘

內(nèi)容些重任務(wù)驅(qū)

雙異質(zhì)結(jié)激光器的。重點(diǎn)講述半導(dǎo)體激光器的

要的動教學(xué)

特性，包括：閾值特性、光譜特性、溫度特性

和電光轉(zhuǎn)換效率。知識法

做筆

記

通過與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對這節(jié)課的內(nèi)

容進(jìn)行簡明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。

內(nèi)容共同

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個問題：練習(xí)法10分鐘

總結(jié)回答

LF-P腔半導(dǎo)體激光器的工作原理

2.F-P腔半導(dǎo)體激光器的特性

2.17.簡述激光器的結(jié)發(fā)熱效應(yīng)。

2.18.何謂激光器的偏置電流？應(yīng)如何選擇偏置

布置電流？

練習(xí)法2分鐘

作業(yè)2.19.半導(dǎo)體激光器由哪三個部分構(gòu)成？試分別

加以說明。

22.簡述半導(dǎo)體激光器的特性。

第8次課光纖通信技術(shù)教案

授課時間：2014年9月26日課時：2學(xué)時

（一）、本次課教學(xué)內(nèi)容：

第三章光源與光發(fā)射系統(tǒng)

3.3半導(dǎo)體發(fā)光二極管

3.4新型半導(dǎo)體激光器

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握半導(dǎo)體發(fā)光二極管的工作原理及特性；

2.了解半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和分類

3.理解分布反饋型激光器的工作原理

4.了解耦合腔半導(dǎo)體激光器的工作原理及其特點(diǎn)

（三）、本次課教學(xué)重點(diǎn)：

半導(dǎo)體發(fā)光二極管的工作原理及特性、分布反饋型激光器的工作原理

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

分布反饋型激光器的工作原理

（五）、本次課教學(xué)方法：

采用啟發(fā)式教學(xué)法+講授法+課堂練習(xí)法，PPT與板書相結(jié)合

（六