Essentials of Modern Optical Fiber Communication

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9783642048715: Essentials of Modern Optical Fiber Communication

This book covers important aspects of modern optical communication. It is intended to serve both students and professionals. Consequently, a solid coverage of the necessary fundamentals is combined with an in-depth discussion of recent relevant research results. The book has grown from lecture notes over the years, starting 1992. It accompanies my present lectures Optical Communication A (Fundamentals), B (Mode Coupling), C (Modulation Formats) and D (Selected Topics) at the University of Paderborn, Germany. I gratefully acknowledge contributions to this book from Dr. Timo Pfau, Dr. David Sandel, Dr. Sebastian Hoffmann and Mohamed El-Darawy. Contents Contents 1 Introduction............................................................................ . . 1 2 Optical Waves in Fibers and Components.......................................3 2. 1 Electromagnetic Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. 1. 1 Maxwell’s Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. 1. 2 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2. 1. 3 Wave Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 1. 4 Homogeneous Plane Wave in Isotropic Homogeneous Medium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 1. 5 Power and Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. 2 Dielectric Waveguides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. 2. 1 Dielectric Slab Waveguide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. 2. 2 Cylindrical Dielectric Waveguide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2. 3 Polarization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2. 3. 1 Representing States-of-Polarization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2. 3. 2 Anisotropy, Index Ellipsoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2. 3. 3 Jones Matrices, Müller Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2. 3. 4 Monochromatic Polarization Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2. 3. 5 Polarization Mode Dispersion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2. 4 Linear Electrooptic Effect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2. 4. 1 Phase Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2. 4. 2 Soleil-Babinet Compensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2. 5 Mode Coupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2. 5. 1 Mode Orthogonality. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2. 5. 2 Mode Coupling Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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From the Back Cover:

This is a concise introduction into optical fiber communication. It covers important aspects from the physics of optical wave propagation and amplification to the essentials of modulation formats and receivers. The combination of a solid coverage of necessary fundamental theory with an in-depth discussion of recent relevant research results enables the reader to design modern optical fiber communication systems. The book serves both graduate students and professionals. It includes many worked examples with solutions for lecturers.

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Noé, Reinhold:
Verlag: Berlin, Springer, 2010. (2010)
ISBN 10: 3642048714 ISBN 13: 9783642048715
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Buchbeschreibung Berlin, Springer, 2010., 2010. VIII, 283 p. Hardcover. Versand aus Deutschland / We dispatch from Germany via Air Mail. Einband bestoßen, daher Mängelexemplar gestempelt, sonst sehr guter Zustand. Imperfect copy due to slightly bumped cover, apart from this in very good condition. Stamped. Stamped. Artikel-Nr. 2153FB

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