電気通信主任技術者のための
光ファイバ通信技術テキスト


目次

第1章 光ファイバ通信システムの基本構成
 1.1 通信ネットワークの構成
  1.1.1 通信ネットワークの基本要素
  1.1.2 通信ネットワークの分類
  1.1.3 通信ネットワークの設備と装置
  1.1.4 通信に用いられる信号波形
  1.1.5 通信ネットワークを構成する機能
 1.2 光ファイバ通信システム実現の歩み
 1.3 光ファイバ通信システムの特徴
  1.3.1 光ファイバ通信で用いられる光波
  1.3.2 光ファイバ通信システムの特徴
 1.4 光ファイバ通信システムの基本構成
 1.5 光ファイバ通信システムの機能要素
  1.5.1 E/O変換・光変調
  1.5.2 光多重
  1.5.3 光伝送路
  1.5.4 光中継器
  1.5.5 光交換
  1.5.6 光分離
  1.5.7 復調・O/E変換

第2章 光波の伝搬
 2.1 光波の基本的な性質
  2.1.1 光波の位相速度
  2.1.2 光波の干渉
  2.1.3 波動方程式
  2.1.4 光波の電力
 2.2 マクスウェルの方程式と波動方程式
  2.2.1 ベクトル関数とベクトル演算子
  2.2.2 マクスウェルの方程式
  2.2.3 境界条件
 2.3 正弦波状の電磁波と平面波
  2.3.1 正弦波状の電磁波
  2.3.2 無損失媒質と損失媒質での電磁波
  2.3.3 平面波
 2.4 ポインティングベクトル
 2.5 偏波
 2.6 平面波の屈折と反射
  2.6.1 屈折・反射の法則
  2.6.2 フレネルの公式
  2.6.3 全反射とグース−ヘンシェンシフト
  2.6.4 波動と光線
 2.7 ガウス分布形状の光波ビーム伝搬
  2.7.1 ガウスビームの伝搬式
  2.7.2 楕円形ガウスビーム

第3章 光導波路の原理
 3.1 光導波路と伝搬モードの概念
  3.1.1 光導波路の構造
  3.1.2 光導波路の開口数
  3.1.3 伝搬モードの基本方程式
  3.1.4 等価屈折率と伝搬モード
 3.2 方形光導波路の伝搬特性
  3.2.1 光導波路の基本方程式
  3.2.2 多層スラブ導波路の解析方法
  3.2.3 3層スラブ導波路の固有値方程式
  3.2.4 3層スラブ導波路の電磁界強度分布
  3.2.5 3次元光導波路の解析方法
 3.3 光ファイバの伝搬モード
  3.3.1 基本方程式
  3.3.2 コアおよびクラッド中の電磁界
  3.3.3 光ファイバの固有値方程式
  3.3.4 厳密解からの導波モードの分類
  3.3.5 弱導波近似による導波モードと固有値方程式
  3.3.6 弱導波近似のLPモードと電磁界分布特性
  3.3.7 LPモードの固有値方程式の解
  3.3.8 グレーディッドインデックス型光ファイバ

第4章 光ファイバ
 4.1 光ファイバの種類と製造方法
  4.1.1 光ファイバの種類
  4.1.2 光ファイバの製造方法
 4.2 光ファイバの単一モード条件
 4.3 損失特性
  4.3.1 吸収損失
  4.3.2 散乱損失
  4.3.3 ファイバ構造の不均一性による損失
  4.3.4 材料要因による全損失
  4.3.5 曲り損失
  4.3.6 接続損失
 4.4 分散特性
  4.4.1 分散の分類
  4.4.2 群遅延分散と信号波形歪み
  4.4.3 モード分散
  4.4.4 波長分散
  4.4.5 材料分散と構造分散
  4.4.6 偏波分散
 4.5 各種光ファイバ
  4.5.1 分散シフト光ファイバと逆分散光ファイバ
  4.5.2 偏波保持光ファイバ
  4.5.3 光増幅器用光ファイバ
  4.5.4 フォトニック結晶光ファイバ

第5章 半導体レーザ
 5.1 半導体レーザの発光の原理
  5.1.1 複素感受率と光増幅
  5.1.2 発光のしくみ
  5.1.3 半導体レーザ発振のしくみ
 5.2 半導体レーザの単一モード性
  5.2.1 活性層の導波路構造
  5.2.2 単一縦モード性
 5.3 半導体レーザの直接変調
  5.3.1 レート方程式
  5.3.2 静特性の解析
  5.3.3 直接変調特性
 5.4 半導体レーザと光ファイバとの光接続
  5.4.1 微小像変換のレンズ公式
  5.4.2 半導体レーザのレンズ構成
 5.5 光半導体増幅器
 5.6 新しい半導体レーザ構造
  5.6.1 量子井戸レーザ
  5.6.2 歪み量子井戸レーザ
  5.6.3 面発光レーザ

第6章 外部光変調器
 6.1 強誘電体変調器
  6.1.1 ポッケルス効果による位相変調(動作原理T)
  6.1.2 光導波路回路の特性(動作原理U)
  6.1.3 変調電極の構成(動作原理V)
  6.1.4 進行波形変調器の周波数応答特性
  6.1.5 高速・低駆動電圧化の条件
  6.1.6 高速LN変調器の構造
 6.2 半導体変調器

第7章 受光素子
 7.1 pinフォトダイオード
  7.1.1 光−電気変換の原理
  7.1.2 動作速度
  7.1.3 pinフォトダイオードの雑音特性
 7.2 アバランシェフォトダイオード
  7.2.1 動作原理
  7.2.2 動作特性とデバイス構造

第8章 各種光部品の動作原理
 8.1 光パワー分岐結合器
 8.2 光波長合分波器
  8.2.1 各種合分波器
  8.2.2 アレー導波路形合分波器(AWG)
 8.3 光スイッチ
 8.4 光アイソレータ

付 録
引用文献・参考文献
索 引


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