《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(chǎng)與電磁波》、《大學(xué)物理》及《通信原理》

學(xué)分?jǐn)?shù)：3

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

考核方式：?？?/p>

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(duì)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(cè)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(lái)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(jiǎn)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(shí)分配：3學(xué)時(shí)。

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(shí)分配：8學(xué)時(shí)。

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(jiǎn)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(shí)分配：7學(xué)時(shí)。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第四章光探測(cè)器與光接收系統(tǒng)

1?教學(xué)內(nèi)容：光接收系統(tǒng)簡(jiǎn)介，光探測(cè)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(shí)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(cè)器的工作原理和光接收機(jī)的靈敏度的計(jì)算。

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

4.學(xué)時(shí)分配：7學(xué)時(shí)。

5.作業(yè)：課后習(xí)題。

第五章光無(wú)源器件

1?教學(xué)內(nèi)容：光通信系統(tǒng)中的無(wú)源器件，光纖耦合器，光調(diào)制器和光開(kāi)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(shí)了解光通信系統(tǒng)中的無(wú)源器件。

3.教學(xué)重難點(diǎn)：光纖耦合器，光開(kāi)關(guān)。

4.學(xué)時(shí)分配：4學(xué)時(shí)。

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(shí)分配：4學(xué)時(shí)。

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(jì)，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(jì)；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(jì)，光網(wǎng)絡(luò)及光接入網(wǎng)技術(shù)原理。

4.學(xué)時(shí)分配：6學(xué)時(shí)。

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(shí)分配：2學(xué)時(shí)。

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(shí)分配：3學(xué)時(shí)。

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(shí)分配：2學(xué)時(shí)。

5.作業(yè)：課后習(xí)題

三、各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)分配

項(xiàng)學(xué)時(shí)分配

主要內(nèi)容習(xí)題實(shí)上合

講課

課驗(yàn)機(jī)計(jì)

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(cè)器與光接收系統(tǒng)

第四章718

第五章光無(wú)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(jì)46248

四、本課程與其它課程的聯(lián)系

先修課程有《電磁場(chǎng)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(guó)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(jí)：_

（課程起止時(shí)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(shí)時(shí)

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(jiǎn)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▌?dòng)理論

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(cè)器20

PIN光電二極管

4.1光探測(cè)器雪崩光電二極管(APD)

710/1020

習(xí)題知識(shí)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(jì)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(kāi)關(guān)20光開(kāi)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(cuò)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(cuò)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(qǐng)于開(kāi)學(xué)的第二周前送回系、部主任:

四、學(xué)生平時(shí)考核情況記錄表

第1次課光纖通信技術(shù)教案

授課時(shí)間：2014年8月26日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(jiǎn)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(zhǎng)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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)方時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(tái)、人工傳遞、有線、無(wú)線等舉手設(shè)問(wèn)引

情境2分鐘

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

設(shè)計(jì)

傳輸容量最大的是采用什么方式？

大家在什么地方用過(guò)光纖呢？家里或宿舍上網(wǎng)

問(wèn)題舉手啟發(fā)式

時(shí)信息是通過(guò)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(qǐng)學(xué)生回答自己對(duì)實(shí)際生活中所接觸的光纖光

導(dǎo)入纜的認(rèn)識(shí)和理解，通過(guò)提問(wèn)對(duì)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(kāi)始時(shí)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(guò)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(duì)一

傳輸容量大；損耗小，中繼距離長(zhǎng)；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(jiǎn)介知識(shí)

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(jiǎn)要介紹三

記

個(gè)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(shuō)出一般通信系統(tǒng)點(diǎn)名

討論法2分鐘

提問(wèn)的基本組成和主要性能指標(biāo)由哪些？提問(wèn)

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)問(wèn)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(gè)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(shí)間：2014年8月29日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(lái)發(fā)展趨勢(shì)；

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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(gè)方面？5分鐘

回顧提問(wèn)

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(hào)、所采用的光纖、

對(duì)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(dòng)教學(xué)

介紹光纖通信系統(tǒng)的各種應(yīng)用。

知識(shí)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(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀以及

記

未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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(dòng)生對(duì)光纖的結(jié)構(gòu)的理解提問(wèn)

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。回答

內(nèi)容【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)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(gè)階段？

光纖通信主要應(yīng)用在哪幾方面？試簡(jiǎn)述。

布置1.6.

1.7.光纖通信技術(shù)未來(lái)朝哪幾個(gè)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(shí)間：2014年9月2日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(wèn)

2.2光在光纖中的傳輸原理要求

簡(jiǎn)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(duì)一

動(dòng)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(guò)程。些重

法

介紹漸變型光纖的導(dǎo)光原理。要的

知識(shí)

做筆

記

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的回顧，加深學(xué)生的印象。回答

內(nèi)容

【小結(jié)】本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)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(shí)間延時(shí)？

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(jì)算：（1）光纖芯與包層的相練習(xí)法2分鐘

作業(yè)

對(duì)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(jì)算其數(shù)值孔徑。

第4次課光纖通信技術(shù)教案

授課時(shí)間：2014年9月9日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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▌?dòng)理論

（二）、本次課教學(xué)目標(biāo)：

1.掌握采用波動(dòng)理論分析階躍型光纖的導(dǎo)光原理；

2.了解波動(dòng)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▌?dòng)理論，

（四）、本次課教學(xué)難點(diǎn)：

光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論

（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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(shí)間延時(shí)？提問(wèn)

2.2光在光纖中的傳輸原理要求

介紹光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論，推導(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(duì)一

講授

輸模式。簡(jiǎn)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(dòng)教學(xué)

知識(shí)

法

做筆

記

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)問(wèn)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(dòng)方程是什么？

2.18.光纖的電磁場(chǎng)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(zhǎng)？

2.39.對(duì)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(shí)，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(duì)折射率差4=0.5%,工作波長(zhǎng)入0=1.31Um,試

求：(1)保證光纖單模傳輸時(shí)，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(shí)，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(duì)折

射率差4=0.01,芯半徑a=25"m,試求:

(1)LPIl模的截止波長(zhǎng)。

(2)若乙=l4m,計(jì)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(jì)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(shí)間：2014年9月12日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(guó)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(lái)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義下的不同型號(hào)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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(wèn)

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(duì)一

的關(guān)系、色散的表示和幾種情況下的最大時(shí)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(dòng)教學(xué)

的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。知識(shí)法

做筆

記

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)問(wèn)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(duì)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(jì)，則光纖帶寬為多少？

2.38.有一個(gè)15km長(zhǎng)的多模漸變型光纖線路工

作波長(zhǎng)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(shí)間：2014年9月16日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(hào)命名

方式；

2.了解能級(jí)與能帶的關(guān)系；

3.理解光與物質(zhì)的三個(gè)作用過(guò)程；

4.掌握激光器的基本工作原理及響應(yīng)的三個(gè)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(gè)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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)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(wèn)

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(duì)-

光纜型號(hào)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(dòng)教學(xué)

從原子的能級(jí)引出能帶形成的原因，繼而介紹知識(shí)法

在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間發(fā)生的光與物質(zhì)的三個(gè)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(gè)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(guò)與學(xué)生一起做課堂練習(xí)題，對(duì)這節(jié)課的內(nèi)

容進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)問(wèn)題：

內(nèi)容共同

1.常見(jiàn)的光纜類型有哪些？練習(xí)法10分鐘

總結(jié)回答

2.能級(jí)和能帶的概念

3.光與物質(zhì)的三個(gè)作用

4.激光器的工作原理

3.1.簡(jiǎn)述受激吸收，受激輻射和自發(fā)輻射過(guò)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(gè)半導(dǎo)體激光器，諧振腔長(zhǎng)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(gè)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(gè)GaAlAsZGaAs半導(dǎo)體激光器,其工作波

長(zhǎng)為85Onm,諧振腔內(nèi)材料的折射率n=3.5,腔

長(zhǎng)L=200μm,求其縱模模數(shù)以及縱模間的波長(zhǎng)

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(shí)間：2014年9月23日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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(guò)程設(shè)計(jì)

教學(xué)學(xué)生教學(xué)時(shí)間

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)方法（分鐘）

1.能級(jí)和能帶的概念

內(nèi)容點(diǎn)名

2.光與物質(zhì)的三個(gè)作用3分鐘

回顧提問(wèn)

3.激光器的工作原理

3.2半導(dǎo)體激光器（LD）要求

通過(guò)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(duì)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(dòng)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(shí)法

做筆

記

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

容進(jìn)行簡(jiǎn)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(gè)問(wèn)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(jiǎn)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(gè)部分構(gòu)成？試分別

加以說(shuō)明。

22.簡(jiǎn)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(shí)間：2014年9月26日課時(shí)：2學(xué)時(shí)

（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