光縴技術及應用（第二版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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石順祥，孫艷玲，馬琳，劉繼芳 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 光縴技術
• 光縴應用
• 通信工程
• 光電子技術
• 信息技術
• 物理學
• 電子工程
• 網絡技術
• 光學工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030482938

版次：1

商品編碼：11981286

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育電子科學與技術類特色專業係列規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-06-01

用紙：膠版紙

頁數：325

字數：526000

正文語種：中文

編輯推薦

　　《光縴技術及應用（第二版）》特點：
　　1.既注意光電子技術學科的理論體係，又突齣光電子技術的應用特色，符閤教學規律
　　2.加強光縴技術在光縴通信和光縴傳感兩大産業支柱的應用，反映學科新進展，有利於培養學生的創新思維能力
　　3.注重電磁理論教學體係和工程性的培養
　　4.《光縴技術及應用（第二版）》配有電子課件可贈送給任課教師

內容簡介

　　《光縴技術及應用（第二版）》以光的電磁理論為基礎，係統地介紹瞭光縴技術的基本原理、基本器件和光縴通信技術、光縴傳感技術基礎。第1章主要闡述瞭光波傳輸的理論基礎；第2章討論瞭平闆光波導的傳輸理論；第3章和第4章詳細討論瞭光縴傳輸原理和光縴傳輸特性；第5章介紹瞭光縴無源和有源器件；第6章簡單地介紹瞭光縴及光纜製造技術；第7章較係統地介紹瞭光縴通信技術；第8章較係統地介紹瞭光縴傳感技術。
　　《光縴技術及應用（第二版）》可作為高等學校光電子技術、電子科學與技術、光信息科學與技術、光電信息科學與工程等專業本科生的專業課教材，也可供高等學校相關專業師生和有關科技人員參考。

目錄

第二版前言
第一版前言

第1章 光傳輸的理論基礎
1．1 麥剋斯韋方程和波動方程
1．1．1 麥剋斯韋方程和邊界條件
1．1．2 波動方程
1．2 平麵光波及其在介質界麵上的反射和摺射
1．2．1 均勻平麵光波
1．2．2 平麵光波在介質界麵上的反射和摺射
1．2．3 平麵光波的全反射
1．3 程函方程與光綫方程
1．3．1 局部平麵波
1．3．2 射綫光學方程
思考題
參考文獻

第2章 平闆介質波導
2．1 階躍平闆波導的射綫光學理論分析
2．1．1 均勻平麵光波在平闆波導中的傳輸
2．1．2 非均勻平麵光波在平闆波導中的傳輸
2．2 階躍平闆波導的波動光學理論分析
2．2．1 平闆波導中的模式
2．2．2 導模
2．2．3 輻射模
2．2．4 泄漏模、消失模
2．3 漸變摺射率平闆波導
2．3．1 射綫光學理論分析
2．3．2 波動光學理論分析
2．4 模式的正交性和完備性
2．4．1 模式的正交性
2．4．2 模式的完備性
2．5 非理想波導中的模式耦閤
2．5．1 耦閤模理論
2．5．2 周期性平闆波導
2．5．3 波導間的模式耦閤
思考題
參考文獻

第3章 光縴
3．1 光縴的射綫光學理論
3．1．1 階躍光縴
3．1．2 梯度光縴
3．2 光縴的波動光學理論
3．2．1 階躍光縴中的矢量解
3．2．2 弱導光縴中場的標量近似解(LP模)
3．2．3 梯度光縴中的導模場解
3．3 非均勻光縴
3．3．1 光縴光柵
3．3．2 光子晶體光縴
3．4 特殊材料光縴
思考題
參考文獻

第4章 光縴的傳輸特性
4．1 光縴損耗
4．1．1 光縴損耗的錶示
4．1．2 光縴損耗機製
4．2 光縴色散
4．2．1 光縴色散的定義和種類
4．2．2 光信號在色散光縴中的傳輸
4．2．3 色散優化光縴
4．3 光縴偏振
4．3．1 光縴（模式）雙摺射
4．3．2 單模光縴的偏振模色散
4．3．3 保偏光縴
4．4 光縴中的非綫性效應
思考題
參考文獻

第5章 光縴器件
5．1 光縴無源器件
5．1．1 光縴無源器件的主要性能參數
5．1．2 光縴連接器
5．1．3 光縴定嚮耦閤器
……
第6章 光縴光纜的製備
第7章 光縴通信技術
第8章 光縴傳感技術
附錄 貝塞爾函數

前言/序言

　　本書是為從事光電子技術、光縴通信、集成光學、光縴傳感技術等專業工作的學生和科技人員，根據光電子技術、電子科學與技術、光信息科學與技術和光電信息科學與工程等專業的專業基礎課“光縴技術及應用”的教學大綱編寫的教材，通過本書學習，能使讀者基於光的電磁理論，係統地掌握光波在光縴中的傳輸原理和傳輸特性，掌握實用光縴傳輸器件原理和製作，以及光縴通信、光縴傳感技術的基礎理論和應用。
　　本書內容特彆注意光電子技術專業人員的電磁場理論知識和教學體係，特彆注意工科專業技術人員的培養特點，突齣教材的係統性、邏輯性、嚴謹性和由淺入深的可自學性。全書共8章：第1章主要闡述瞭光傳輸的理論基礎；第2章討論瞭最簡單，同時又具有實用價值的平闆光波導傳輸理論；第3章和第4章分彆用射綫光學和波動光學兩種理論方法討論瞭光縴傳輸原理，特彆討論瞭光縴中的模式特性、光縴的損耗和色散特性，這是從事光縴技術及應用人員必須掌握的基本理論；第5章介紹瞭光縴技術及應用中常用的光縴無源和有源器件；第6章簡單地介紹瞭光縴及光纜製造技術；第7章和第8章較係統地介紹瞭當前光縴技術在光縴通信和光縴傳感領域中的應用。

穿越光之脈絡，領略信息洪流的澎湃——《光縴技術及應用（第二版）》深度導覽 在信息爆炸的時代，數據傳輸的速度與容量已成為衡量社會發展潛力的關鍵指標。從日常的互聯網瀏覽、高清視頻流，到支撐全球經濟運轉的金融交易、科研機構的數據共享，再到未來智能交通、遠程醫療等革命性應用，這一切都離不開一個核心的物理載體——光縴。光縴，以其近乎無限的帶寬、極低的信號損耗以及卓越的抗乾擾能力，已然成為現代通信的基石，也正以前所未有的力量重塑著我們的生活與未來。 《光縴技術及應用（第二版）》是一部深入探索光縴世界奧秘的權威著作，它並非一本淺嘗輒止的科普讀物，而是麵嚮渴望深入理解光縴技術原理、掌握前沿應用知識的專業人士、研究人員、工程師以及相關專業學生的寶典。本書第二版的問世，標誌著其在原有紮實基礎之上，更加緊密地貼閤瞭近年來光縴通信領域的飛速發展，吸納瞭最新技術突破與工程實踐經驗，為讀者提供瞭一幅更加全麵、精準、前瞻的光縴技術畫捲。 第一篇：光縴世界的基石——原理的深度剖析 本書的開篇，便以嚴謹的態度，為讀者構建起對光縴技術最根本的理解。我們首先將目光投嚮光縴本身的物理特性。為何一根細小的玻璃絲能夠承載比銅綫強大數韆倍的信息量？答案蘊藏在光的全內反射原理之中。本書將詳細闡述這一核心物理現象，通過嚴謹的數學推導和清晰的物理模型，解釋光在光縴縴芯中如何被有效地約束和傳輸，能量損耗又源於何處。我們會深入研究不同類型光縴的結構，包括單模光縴和多模光縴，分析它們在縴芯直徑、摺射率分布（如階躍型和漸變型）上的差異，以及這些差異如何決定瞭它們各自的傳輸特性、模間色散等關鍵性能指標，從而指導讀者根據不同的應用場景選擇最適宜的光縴類型。 色散，作為限製光縴長距離傳輸速度和容量的另一大敵，也將是本書深入探討的重點。我們將剖析造成色散的各種物理機製，包括模間色散（多模光縴特有）、材料色散（與光波長和光縴材料摺射率有關）、波導色散（與光波長和光縴波導結構有關）。理解這些色散效應的根源，對於掌握如何有效補償或抑製色散至關重要。本書將詳細介紹各種色散補償技術，例如使用色散補償光縴、光柵、或者在電域進行數字信號處理等，為讀者提供解決長距離、高速傳輸瓶頸的方案。 光縴的衰減，即信號在傳輸過程中功率的損失，是衡量光縴傳輸效率的另一項關鍵指標。本書將係統性地梳理造成光縴衰減的各種因素，包括吸收損耗（由光縴材料本身對特定波長光的吸收引起）和散射損耗（如瑞利散射，是光與材料分子相互作用産生的），並分析如何通過優化光縴製造工藝，選擇閤適的傳輸窗口（如1310nm和1550nm等低損耗窗口）來最大程度地降低衰減，從而實現更遠的傳輸距離。 第二篇：光與電的舞蹈——光電子器件的演進與集成 光縴傳輸的強大能力，離不開與之匹配的高效光電子器件。本書將深入剖析這些“光之舞者”的核心技術。激光器作為光信號的源頭，其原理、類型（如DFB激光器、FP激光器）以及關鍵參數（如輸齣功率、譜寬、穩定性）的精確控製，將是本書前半部分的重要內容。我們將探討如何通過精密的半導體工藝和腔體設計，實現高性能、低噪聲、高穩定性的激光器，以滿足高速通信的需求。 光電探測器，則是將傳輸迴來的微弱光信號重新轉化為電信號的關鍵。本書將全麵介紹各種主流光電探測器的技術原理，如PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD），分析它們的響應速度、靈敏度、量子效率等關鍵性能指標，並探討如何通過優化器件結構和偏置電壓，提升探測效率，降低噪聲，從而捕捉到更加微弱的光信號。 光調製器，是將電信號編碼到光載波上的橋梁。本書將詳細闡述電光調製和熱光調製等主要調製技術，解析不同調製格式（如NRZ、RZ、PAM4等）的原理、優缺點以及在不同應用場景下的適用性。理解調製技術的精髓，是實現高效數據編碼和高密度傳輸的基礎。 除瞭這些基本器件，本書還將重點介紹光縴通信係統中的其他關鍵組件，如光放大器。其中，摻鉺光縴放大器（EDFA）作為現代光通信係統的核心，其工作原理、增益特性、噪聲係數以及在多波長傳輸中的應用，將是本書濃墨重彩的篇章。此外，拉曼放大器等其他先進的放大技術，也將得到深入的介紹，為讀者展現光信號增益的最新進展。 第三篇：構建信息高速公路——光網絡的設計與部署 理論與器件的深度解析之後，本書將視角轉嚮宏觀的光網絡。一個高效、可靠、可擴展的光網絡，是信息得以順暢流通的生命綫。本書將從網絡架構設計入手，詳細闡述各種光網絡拓撲結構（如點對點、總綫型、環型、星型），以及它們各自的優劣勢和適用場景。我們將深入探討如何在高密度、高流量的環境下，閤理規劃光縴路由，優化網絡布局，以降低成本並提高傳輸效率。 在現代光網絡中，光開關和光路由器的作用日益凸顯。本書將解析這些無源或有源光器件的原理，包括機械式光開關、電光開關、MEMS光開關等，以及它們在構建靈活、可重構光網絡中的關鍵作用。理解這些器件的切換速度、插入損耗、串擾等性能指標，對於設計能夠實現網絡動態重構和故障恢復的光網絡至關重要。 波分復用（WDM）技術，作為大幅提升光縴傳輸容量的革命性技術，將是本書的另一核心主題。本書將全麵解析無源波分復用（WDM）和密集波分復用（DWDM）的工作原理，包括光復用器和光分路器的設計與實現，以及如何通過精確控製各波長信道的間隔和功率，實現多路信號在同一根光縴上的並行傳輸。我們將深入探討如何剋服信道間的串擾、色散以及非綫性效應，以實現更高密度、更高速率的WDM傳輸。 除瞭上述核心內容，本書還將觸及光網絡管理與監控。一個穩定運行的光網絡，離不開有效的監控和管理係統。我們將介紹光網絡監控的常用方法和技術，包括光功率監測、誤碼率監測、故障診斷與定位等，以及如何利用這些信息來保障網絡的性能和可靠性。 第四篇：光縴技術的無限可能——前沿應用與未來展望 《光縴技術及應用（第二版）》並非止步於當前的技術現狀，它更著眼於光縴技術在各行各業的廣闊應用前景，以及未來發展趨勢的深度洞察。 在通信領域，本書將詳細闡述光縴到戶（FTTH）的實施策略和技術挑戰，以及如何通過光縴網絡實現超高速寬帶接入，滿足人們對數字生活日益增長的需求。同時，本書還將探討5G、6G等下一代移動通信網絡對光縴基礎設施的嚴苛要求，以及光縴技術如何為這些前沿通信技術提供堅實支撐。 在數據中心領域，隨著雲計算、大數據和人工智能的蓬勃發展，數據中心內部及數據中心之間的數據流量呈現爆炸式增長。本書將深入分析光縴技術在數據中心網絡中的應用，包括高速互連、服務器間通信、存儲網絡等，以及如何利用光縴技術構建更高效、更低延遲的數據中心網絡。 本書還將拓展視野，探討光縴技術在非通信領域的創新應用。例如，在工業自動化領域，光縴傳感器憑藉其高精度、耐腐蝕、抗電磁乾擾等優勢，正被廣泛應用於溫度、壓力、位移、應變等參數的監測，為工業生産的智能化和精細化提供保障。在醫療健康領域，光縴內窺鏡已經成為診斷和微創手術不可或缺的工具，而光縴生物傳感器則為疾病的早期診斷和個性化治療提供瞭新的可能。在軍事安全領域，光縴技術也因其隱蔽性、抗乾擾性等特點，在通信、偵察、預警等環節發揮著重要作用。 展望未來，本書將對光縴技術的發展趨勢進行前瞻性分析。我們將探討下一代光通信技術，如空分復用（SDM）、相乾光通信、以及量子通信等前沿領域的研究進展和潛在應用。同時，本書還將關注光縴製造工藝的革新，如新型光縴材料的研發、超長距離光縴製造技術的突破等，以及這些技術進步將如何進一步拓展光縴技術的邊界。 《光縴技術及應用（第二版）》是一部集科學性、係統性、前瞻性於一體的力作。它不僅為讀者提供瞭紮實的光縴技術理論基礎，更指引瞭光縴技術在廣闊應用領域的前進方嚮。閱讀本書，您將能夠深刻理解信息時代脈搏的跳動，掌握塑造未來信息傳輸格局的關鍵技術，並激發您在光縴技術領域探索創新、實現價值的無限潛能。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在光網絡設備維護一綫摸爬滾打多年的技術人員，我深切體會到紮實的理論基礎對於解決實際問題的重要性。這本書《光縴技術及應用（第二版）》的齣現，對我來說就像是及時雨。《光縴技術及應用（第二版）》中的很多章節，比如關於光縴連接器、光纜結構和故障診斷的內容，都直接關係到我日常的工作。我最關心的是書中關於光縴衰減和色散的詳細闡述，這直接影響到網絡鏈路的性能。我經常需要處理一些信號衰減過大導緻的服務中斷問題，而這本書則係統地分析瞭各種衰減的成因，並提供瞭相應的測量和排除方法。同時，書中關於不同類型光縴（單模、多模）的特性對比，以及它們在不同應用場景下的優劣勢分析，也讓我更加清楚地認識到，為什麼某些網絡會選擇特定的光縴類型，以及在故障排除時應該從哪些方麵入手。我尤其喜歡書中結閤實際案例的講解方式，這讓我能夠將書本知識與工作經驗融會貫通，更好地理解問題的本質。這本書不僅鞏固瞭我已有的知識，更讓我學習到瞭許多新的維護技巧和理論知識，為我今後的工作提供瞭更強大的理論支撐，讓我能更高效、更準確地處理各種光網絡故障，保障網絡的穩定運行。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對光縴傳感技術充滿好奇的學習者，一直緻力於探索如何利用光縴的靈敏特性來監測環境變化，比如溫度、壓力、應力乃至於化學成分。這本《光縴技術及應用（第二版）》雖然主題是“技術及應用”，但其中關於光縴的製造工藝、材料特性以及不同類型光縴的損耗麯綫描述，對我理解傳感應用的物理基礎至關重要。我一直在思考，不同波長下的光縴傳輸特性差異，以及如何利用這些差異來設計更加精密的傳感器。書中關於各種損耗原因的分析，比如瑞利散射、吸收損耗等，讓我能更清晰地認識到，為什麼某些光縴在特定波長下錶現更優，也讓我對如何選擇閤適的光縴類型來匹配傳感器的工作波長有瞭更深入的認識。我尤其對書中提及的特殊結構光縴（如微結構光縴）的應用前景感到興奮，這為我設計基於新型光縴的傳感器提供瞭新的可能性。我試圖將書中的理論知識與我正在進行的一些小型實驗進行對照，思考如何通過優化光縴參數來提高傳感器的靈敏度和分辨率。這本書為我搭建瞭一個堅實的基礎，讓我能夠更自信地去探索光縴傳感的無限可能，並將其應用到實際的監測場景中，為解決現實世界的問題貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初入光通信領域的研究生，對於《光縴技術及應用（第二版）》這本書，我將其視為我深入學習光通信領域的“啓濛讀物”。我目前的研究方嚮是高性能光收發器的設計，而光縴作為信息傳輸的載體，其特性直接影響到收發器的性能指標，比如帶寬、損耗和耦閤效率。書中關於光縴的傳播模式、模式耦閤以及與耦閤器件的接口匹配等章節，對我理解光信號如何在光縴中傳輸，以及如何在高效率地將光信號耦閤進齣光縴起到瞭至關重要的作用。我反復研讀瞭關於光縴縴芯和包層摺射率分布對模式特性的影響，以及不同類型光縴（例如GI、SI模式）的原理，這讓我能夠更精確地模擬和預測光信號在不同光縴中的行為。我正在嘗試將書中的數學模型應用於我的收發器設計中，通過優化光縴與芯片的耦閤結構，來提高信號的傳輸效率和降低損耗。這本書的係統性讓我能夠建立起對光縴從微觀到宏觀的全麵認知，讓我對整個光通信鏈路有瞭更清晰的脈絡，也為我後續深入研究更復雜的器件和係統打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

終於拿到這本《光縴技術及應用（第二版）》，迫不及待地翻開，雖然我主要關注的是光學通信係統設計，但這本厚厚的著作總能帶來一些意料之外的啓發。我一直在思考如何優化傳輸速率與信號衰減之間的平衡，傳統銅綫在那方麵已經達到瞭瓶頸，而光縴的引入，特彆是其巨大的帶寬潛力，一直是我研究的重點。這本書恰好涵蓋瞭光縴從基礎理論到實際應用的各個環節，哪怕是我目前不直接涉足的某些章節，比如關於新型光縴材料的研發，也能讓我瞭解到行業前沿的動嚮，為我未來的研究方嚮提供更廣闊的視野。我尤其關注的是其中關於光縴損耗機理和色散補償的章節，這些都是影響長距離高速傳輸的關鍵因素。我嘗試在腦海中構建一個更加精密的係統模型，將書中提到的各種損耗模型進行量化分析，並思考如何通過更先進的編碼技術和信號處理算法來進一步剋服這些限製。這本書的深度和廣度，讓我覺得它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在我探索光學通信的道路上，不斷指引我前進的方嚮，提齣新的思考維度，讓我對這個領域有瞭更加深刻和全麵的理解，也激發瞭我對更多交叉學科知識的學習熱情。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對光通信網絡架構和發展趨勢感興趣的業餘愛好者，常常會關注一些關於互聯網基礎設施建設的報道，其中光縴扮演著至關重要的角色。這本《光縴技術及應用（第二版）》雖然深入探討瞭技術細節，但其宏觀的視角和豐富的應用案例，讓我得以窺見光縴技術如何支撐起我們日益增長的信息需求。我特彆關注書中關於光縴通信係統在不同場景下的應用，例如數據中心互聯、長途傳輸以及無綫通信的迴傳網絡。這些章節讓我理解瞭光縴技術是如何在實際的網絡布局中發揮關鍵作用的，以及不同應用場景對光縴性能提齣的不同要求。我一直在思考，隨著5G、物聯網等技術的發展，未來對光縴網絡的需求將會如何變化，而這本書中關於光縴技術演進的討論，為我提供瞭寶貴的參考。我試圖將書中的技術原理與我對網絡架構的理解相結閤，去預測未來光網絡的發展方嚮。這本書不僅僅是技術的堆砌，它更是將抽象的技術概念與現實世界的應用緊密聯係起來，讓我能夠更好地理解光縴技術在構建未來數字世界中所扮演的關鍵角色，也讓我對這個充滿活力的領域有瞭更深的敬意。