光纤技术及应用（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

石顺祥，孙艳玲，马琳，刘继芳 著

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 光纤应用
• 通信工程
• 光电子技术
• 信息技术
• 物理学
• 电子工程
• 网络技术
• 光学工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030482938

版次：1

商品编码：11981286

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子科学与技术类特色专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：325

字数：526000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《光纤技术及应用（第二版）》特点：
　　1.既注意光电子技术学科的理论体系，又突出光电子技术的应用特色，符合教学规律
　　2.加强光纤技术在光纤通信和光纤传感两大产业支柱的应用，反映学科新进展，有利于培养学生的创新思维能力
　　3.注重电磁理论教学体系和工程性的培养
　　4.《光纤技术及应用（第二版）》配有电子课件可赠送给任课教师

内容简介

　　《光纤技术及应用（第二版）》以光的电磁理论为基础，系统地介绍了光纤技术的基本原理、基本器件和光纤通信技术、光纤传感技术基础。第1章主要阐述了光波传输的理论基础；第2章讨论了平板光波导的传输理论；第3章和第4章详细讨论了光纤传输原理和光纤传输特性；第5章介绍了光纤无源和有源器件；第6章简单地介绍了光纤及光缆制造技术；第7章较系统地介绍了光纤通信技术；第8章较系统地介绍了光纤传感技术。
　　《光纤技术及应用（第二版）》可作为高等学校光电子技术、电子科学与技术、光信息科学与技术、光电信息科学与工程等专业本科生的专业课教材，也可供高等学校相关专业师生和有关科技人员参考。

目录

第二版前言
第一版前言

第1章 光传输的理论基础
1．1 麦克斯韦方程和波动方程
1．1．1 麦克斯韦方程和边界条件
1．1．2 波动方程
1．2 平面光波及其在介质界面上的反射和折射
1．2．1 均匀平面光波
1．2．2 平面光波在介质界面上的反射和折射
1．2．3 平面光波的全反射
1．3 程函方程与光线方程
1．3．1 局部平面波
1．3．2 射线光学方程
思考题
参考文献

第2章 平板介质波导
2．1 阶跃平板波导的射线光学理论分析
2．1．1 均匀平面光波在平板波导中的传输
2．1．2 非均匀平面光波在平板波导中的传输
2．2 阶跃平板波导的波动光学理论分析
2．2．1 平板波导中的模式
2．2．2 导模
2．2．3 辐射模
2．2．4 泄漏模、消失模
2．3 渐变折射率平板波导
2．3．1 射线光学理论分析
2．3．2 波动光学理论分析
2．4 模式的正交性和完备性
2．4．1 模式的正交性
2．4．2 模式的完备性
2．5 非理想波导中的模式耦合
2．5．1 耦合模理论
2．5．2 周期性平板波导
2．5．3 波导间的模式耦合
思考题
参考文献

第3章 光纤
3．1 光纤的射线光学理论
3．1．1 阶跃光纤
3．1．2 梯度光纤
3．2 光纤的波动光学理论
3．2．1 阶跃光纤中的矢量解
3．2．2 弱导光纤中场的标量近似解(LP模)
3．2．3 梯度光纤中的导模场解
3．3 非均匀光纤
3．3．1 光纤光栅
3．3．2 光子晶体光纤
3．4 特殊材料光纤
思考题
参考文献

第4章 光纤的传输特性
4．1 光纤损耗
4．1．1 光纤损耗的表示
4．1．2 光纤损耗机制
4．2 光纤色散
4．2．1 光纤色散的定义和种类
4．2．2 光信号在色散光纤中的传输
4．2．3 色散优化光纤
4．3 光纤偏振
4．3．1 光纤（模式）双折射
4．3．2 单模光纤的偏振模色散
4．3．3 保偏光纤
4．4 光纤中的非线性效应
思考题
参考文献

第5章 光纤器件
5．1 光纤无源器件
5．1．1 光纤无源器件的主要性能参数
5．1．2 光纤连接器
5．1．3 光纤定向耦合器
……
第6章 光纤光缆的制备
第7章 光纤通信技术
第8章 光纤传感技术
附录 贝塞尔函数

前言/序言

　　本书是为从事光电子技术、光纤通信、集成光学、光纤传感技术等专业工作的学生和科技人员，根据光电子技术、电子科学与技术、光信息科学与技术和光电信息科学与工程等专业的专业基础课“光纤技术及应用”的教学大纲编写的教材，通过本书学习，能使读者基于光的电磁理论，系统地掌握光波在光纤中的传输原理和传输特性，掌握实用光纤传输器件原理和制作，以及光纤通信、光纤传感技术的基础理论和应用。
　　本书内容特别注意光电子技术专业人员的电磁场理论知识和教学体系，特别注意工科专业技术人员的培养特点，突出教材的系统性、逻辑性、严谨性和由浅入深的可自学性。全书共8章：第1章主要阐述了光传输的理论基础；第2章讨论了最简单，同时又具有实用价值的平板光波导传输理论；第3章和第4章分别用射线光学和波动光学两种理论方法讨论了光纤传输原理，特别讨论了光纤中的模式特性、光纤的损耗和色散特性，这是从事光纤技术及应用人员必须掌握的基本理论；第5章介绍了光纤技术及应用中常用的光纤无源和有源器件；第6章简单地介绍了光纤及光缆制造技术；第7章和第8章较系统地介绍了当前光纤技术在光纤通信和光纤传感领域中的应用。

穿越光之脉络，领略信息洪流的澎湃——《光纤技术及应用（第二版）》深度导览 在信息爆炸的时代，数据传输的速度与容量已成为衡量社会发展潜力的关键指标。从日常的互联网浏览、高清视频流，到支撑全球经济运转的金融交易、科研机构的数据共享，再到未来智能交通、远程医疗等革命性应用，这一切都离不开一个核心的物理载体——光纤。光纤，以其近乎无限的带宽、极低的信号损耗以及卓越的抗干扰能力，已然成为现代通信的基石，也正以前所未有的力量重塑着我们的生活与未来。 《光纤技术及应用（第二版）》是一部深入探索光纤世界奥秘的权威著作，它并非一本浅尝辄止的科普读物，而是面向渴望深入理解光纤技术原理、掌握前沿应用知识的专业人士、研究人员、工程师以及相关专业学生的宝典。本书第二版的问世，标志着其在原有扎实基础之上，更加紧密地贴合了近年来光纤通信领域的飞速发展，吸纳了最新技术突破与工程实践经验，为读者提供了一幅更加全面、精准、前瞻的光纤技术画卷。 第一篇：光纤世界的基石——原理的深度剖析 本书的开篇，便以严谨的态度，为读者构建起对光纤技术最根本的理解。我们首先将目光投向光纤本身的物理特性。为何一根细小的玻璃丝能够承载比铜线强大数千倍的信息量？答案蕴藏在光的全内反射原理之中。本书将详细阐述这一核心物理现象，通过严谨的数学推导和清晰的物理模型，解释光在光纤纤芯中如何被有效地约束和传输，能量损耗又源于何处。我们会深入研究不同类型光纤的结构，包括单模光纤和多模光纤，分析它们在纤芯直径、折射率分布（如阶跃型和渐变型）上的差异，以及这些差异如何决定了它们各自的传输特性、模间色散等关键性能指标，从而指导读者根据不同的应用场景选择最适宜的光纤类型。 色散，作为限制光纤长距离传输速度和容量的另一大敌，也将是本书深入探讨的重点。我们将剖析造成色散的各种物理机制，包括模间色散（多模光纤特有）、材料色散（与光波长和光纤材料折射率有关）、波导色散（与光波长和光纤波导结构有关）。理解这些色散效应的根源，对于掌握如何有效补偿或抑制色散至关重要。本书将详细介绍各种色散补偿技术，例如使用色散补偿光纤、光栅、或者在电域进行数字信号处理等，为读者提供解决长距离、高速传输瓶颈的方案。 光纤的衰减，即信号在传输过程中功率的损失，是衡量光纤传输效率的另一项关键指标。本书将系统性地梳理造成光纤衰减的各种因素，包括吸收损耗（由光纤材料本身对特定波长光的吸收引起）和散射损耗（如瑞利散射，是光与材料分子相互作用产生的），并分析如何通过优化光纤制造工艺，选择合适的传输窗口（如1310nm和1550nm等低损耗窗口）来最大程度地降低衰减，从而实现更远的传输距离。 第二篇：光与电的舞蹈——光电子器件的演进与集成 光纤传输的强大能力，离不开与之匹配的高效光电子器件。本书将深入剖析这些“光之舞者”的核心技术。激光器作为光信号的源头，其原理、类型（如DFB激光器、FP激光器）以及关键参数（如输出功率、谱宽、稳定性）的精确控制，将是本书前半部分的重要内容。我们将探讨如何通过精密的半导体工艺和腔体设计，实现高性能、低噪声、高稳定性的激光器，以满足高速通信的需求。 光电探测器，则是将传输回来的微弱光信号重新转化为电信号的关键。本书将全面介绍各种主流光电探测器的技术原理，如PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD），分析它们的响应速度、灵敏度、量子效率等关键性能指标，并探讨如何通过优化器件结构和偏置电压，提升探测效率，降低噪声，从而捕捉到更加微弱的光信号。 光调制器，是将电信号编码到光载波上的桥梁。本书将详细阐述电光调制和热光调制等主要调制技术，解析不同调制格式（如NRZ、RZ、PAM4等）的原理、优缺点以及在不同应用场景下的适用性。理解调制技术的精髓，是实现高效数据编码和高密度传输的基础。 除了这些基本器件，本书还将重点介绍光纤通信系统中的其他关键组件，如光放大器。其中，掺铒光纤放大器（EDFA）作为现代光通信系统的核心，其工作原理、增益特性、噪声系数以及在多波长传输中的应用，将是本书浓墨重彩的篇章。此外，拉曼放大器等其他先进的放大技术，也将得到深入的介绍，为读者展现光信号增益的最新进展。 第三篇：构建信息高速公路——光网络的设计与部署 理论与器件的深度解析之后，本书将视角转向宏观的光网络。一个高效、可靠、可扩展的光网络，是信息得以顺畅流通的生命线。本书将从网络架构设计入手，详细阐述各种光网络拓扑结构（如点对点、总线型、环型、星型），以及它们各自的优劣势和适用场景。我们将深入探讨如何在高密度、高流量的环境下，合理规划光纤路由，优化网络布局，以降低成本并提高传输效率。 在现代光网络中，光开关和光路由器的作用日益凸显。本书将解析这些无源或有源光器件的原理，包括机械式光开关、电光开关、MEMS光开关等，以及它们在构建灵活、可重构光网络中的关键作用。理解这些器件的切换速度、插入损耗、串扰等性能指标，对于设计能够实现网络动态重构和故障恢复的光网络至关重要。 波分复用（WDM）技术，作为大幅提升光纤传输容量的革命性技术，将是本书的另一核心主题。本书将全面解析无源波分复用（WDM）和密集波分复用（DWDM）的工作原理，包括光复用器和光分路器的设计与实现，以及如何通过精确控制各波长信道的间隔和功率，实现多路信号在同一根光纤上的并行传输。我们将深入探讨如何克服信道间的串扰、色散以及非线性效应，以实现更高密度、更高速率的WDM传输。 除了上述核心内容，本书还将触及光网络管理与监控。一个稳定运行的光网络，离不开有效的监控和管理系统。我们将介绍光网络监控的常用方法和技术，包括光功率监测、误码率监测、故障诊断与定位等，以及如何利用这些信息来保障网络的性能和可靠性。 第四篇：光纤技术的无限可能——前沿应用与未来展望 《光纤技术及应用（第二版）》并非止步于当前的技术现状，它更着眼于光纤技术在各行各业的广阔应用前景，以及未来发展趋势的深度洞察。 在通信领域，本书将详细阐述光纤到户（FTTH）的实施策略和技术挑战，以及如何通过光纤网络实现超高速宽带接入，满足人们对数字生活日益增长的需求。同时，本书还将探讨5G、6G等下一代移动通信网络对光纤基础设施的严苛要求，以及光纤技术如何为这些前沿通信技术提供坚实支撑。 在数据中心领域，随着云计算、大数据和人工智能的蓬勃发展，数据中心内部及数据中心之间的数据流量呈现爆炸式增长。本书将深入分析光纤技术在数据中心网络中的应用，包括高速互连、服务器间通信、存储网络等，以及如何利用光纤技术构建更高效、更低延迟的数据中心网络。 本书还将拓展视野，探讨光纤技术在非通信领域的创新应用。例如，在工业自动化领域，光纤传感器凭借其高精度、耐腐蚀、抗电磁干扰等优势，正被广泛应用于温度、压力、位移、应变等参数的监测，为工业生产的智能化和精细化提供保障。在医疗健康领域，光纤内窥镜已经成为诊断和微创手术不可或缺的工具，而光纤生物传感器则为疾病的早期诊断和个性化治疗提供了新的可能。在军事安全领域，光纤技术也因其隐蔽性、抗干扰性等特点，在通信、侦察、预警等环节发挥着重要作用。 展望未来，本书将对光纤技术的发展趋势进行前瞻性分析。我们将探讨下一代光通信技术，如空分复用（SDM）、相干光通信、以及量子通信等前沿领域的研究进展和潜在应用。同时，本书还将关注光纤制造工艺的革新，如新型光纤材料的研发、超长距离光纤制造技术的突破等，以及这些技术进步将如何进一步拓展光纤技术的边界。 《光纤技术及应用（第二版）》是一部集科学性、系统性、前瞻性于一体的力作。它不仅为读者提供了扎实的光纤技术理论基础，更指引了光纤技术在广阔应用领域的前进方向。阅读本书，您将能够深刻理解信息时代脉搏的跳动，掌握塑造未来信息传输格局的关键技术，并激发您在光纤技术领域探索创新、实现价值的无限潜能。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对光通信网络架构和发展趋势感兴趣的业余爱好者，常常会关注一些关于互联网基础设施建设的报道，其中光纤扮演着至关重要的角色。这本《光纤技术及应用（第二版）》虽然深入探讨了技术细节，但其宏观的视角和丰富的应用案例，让我得以窥见光纤技术如何支撑起我们日益增长的信息需求。我特别关注书中关于光纤通信系统在不同场景下的应用，例如数据中心互联、长途传输以及无线通信的回传网络。这些章节让我理解了光纤技术是如何在实际的网络布局中发挥关键作用的，以及不同应用场景对光纤性能提出的不同要求。我一直在思考，随着5G、物联网等技术的发展，未来对光纤网络的需求将会如何变化，而这本书中关于光纤技术演进的讨论，为我提供了宝贵的参考。我试图将书中的技术原理与我对网络架构的理解相结合，去预测未来光网络的发展方向。这本书不仅仅是技术的堆砌，它更是将抽象的技术概念与现实世界的应用紧密联系起来，让我能够更好地理解光纤技术在构建未来数字世界中所扮演的关键角色，也让我对这个充满活力的领域有了更深的敬意。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初入光通信领域的研究生，对于《光纤技术及应用（第二版）》这本书，我将其视为我深入学习光通信领域的“启蒙读物”。我目前的研究方向是高性能光收发器的设计，而光纤作为信息传输的载体，其特性直接影响到收发器的性能指标，比如带宽、损耗和耦合效率。书中关于光纤的传播模式、模式耦合以及与耦合器件的接口匹配等章节，对我理解光信号如何在光纤中传输，以及如何在高效率地将光信号耦合进出光纤起到了至关重要的作用。我反复研读了关于光纤纤芯和包层折射率分布对模式特性的影响，以及不同类型光纤（例如GI、SI模式）的原理，这让我能够更精确地模拟和预测光信号在不同光纤中的行为。我正在尝试将书中的数学模型应用于我的收发器设计中，通过优化光纤与芯片的耦合结构，来提高信号的传输效率和降低损耗。这本书的系统性让我能够建立起对光纤从微观到宏观的全面认知，让我对整个光通信链路有了更清晰的脉络，也为我后续深入研究更复杂的器件和系统打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

终于拿到这本《光纤技术及应用（第二版）》，迫不及待地翻开，虽然我主要关注的是光学通信系统设计，但这本厚厚的著作总能带来一些意料之外的启发。我一直在思考如何优化传输速率与信号衰减之间的平衡，传统铜线在那方面已经达到了瓶颈，而光纤的引入，特别是其巨大的带宽潜力，一直是我研究的重点。这本书恰好涵盖了光纤从基础理论到实际应用的各个环节，哪怕是我目前不直接涉足的某些章节，比如关于新型光纤材料的研发，也能让我了解到行业前沿的动向，为我未来的研究方向提供更广阔的视野。我尤其关注的是其中关于光纤损耗机理和色散补偿的章节，这些都是影响长距离高速传输的关键因素。我尝试在脑海中构建一个更加精密的系统模型，将书中提到的各种损耗模型进行量化分析，并思考如何通过更先进的编码技术和信号处理算法来进一步克服这些限制。这本书的深度和广度，让我觉得它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在我探索光学通信的道路上，不断指引我前进的方向，提出新的思考维度，让我对这个领域有了更加深刻和全面的理解，也激发了我对更多交叉学科知识的学习热情。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光纤传感技术充满好奇的学习者，一直致力于探索如何利用光纤的灵敏特性来监测环境变化，比如温度、压力、应力乃至于化学成分。这本《光纤技术及应用（第二版）》虽然主题是“技术及应用”，但其中关于光纤的制造工艺、材料特性以及不同类型光纤的损耗曲线描述，对我理解传感应用的物理基础至关重要。我一直在思考，不同波长下的光纤传输特性差异，以及如何利用这些差异来设计更加精密的传感器。书中关于各种损耗原因的分析，比如瑞利散射、吸收损耗等，让我能更清晰地认识到，为什么某些光纤在特定波长下表现更优，也让我对如何选择合适的光纤类型来匹配传感器的工作波长有了更深入的认识。我尤其对书中提及的特殊结构光纤（如微结构光纤）的应用前景感到兴奋，这为我设计基于新型光纤的传感器提供了新的可能性。我试图将书中的理论知识与我正在进行的一些小型实验进行对照，思考如何通过优化光纤参数来提高传感器的灵敏度和分辨率。这本书为我搭建了一个坚实的基础，让我能够更自信地去探索光纤传感的无限可能，并将其应用到实际的监测场景中，为解决现实世界的问题贡献一份力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一个在光网络设备维护一线摸爬滚打多年的技术人员，我深切体会到扎实的理论基础对于解决实际问题的重要性。这本书《光纤技术及应用（第二版）》的出现，对我来说就像是及时雨。《光纤技术及应用（第二版）》中的很多章节，比如关于光纤连接器、光缆结构和故障诊断的内容，都直接关系到我日常的工作。我最关心的是书中关于光纤衰减和色散的详细阐述，这直接影响到网络链路的性能。我经常需要处理一些信号衰减过大导致的服务中断问题，而这本书则系统地分析了各种衰减的成因，并提供了相应的测量和排除方法。同时，书中关于不同类型光纤（单模、多模）的特性对比，以及它们在不同应用场景下的优劣势分析，也让我更加清楚地认识到，为什么某些网络会选择特定的光纤类型，以及在故障排除时应该从哪些方面入手。我尤其喜欢书中结合实际案例的讲解方式，这让我能够将书本知识与工作经验融会贯通，更好地理解问题的本质。这本书不仅巩固了我已有的知识，更让我学习到了许多新的维护技巧和理论知识，为我今后的工作提供了更强大的理论支撑，让我能更高效、更准确地处理各种光网络故障，保障网络的稳定运行。