光纤光学原理及应用(第二版)/高等学校电子信息类专业系列教材

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张伟刚 著
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302478010
版次:2
商品编码:12214373
包装:平装
丛书名: 高等学校电子信息类专业系列教材
开本:16开
出版时间:2017-10-01
用纸:胶版纸
页数:316
字数:503000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

书以经典电磁场理论和近代光学为基础,系统论述了光纤光学的基本原理、传输特性、设计方法、实现技术以及主要应用。具体内容包括:光纤光学的基本概念、重要参数、光学及物化特性;光波在均匀光纤和渐变光纤中传输的光线理论和波动理论;单模光纤的性质及分析方法;典型的光纤无源和有源器件分析与设计;光纤技术在通信和传感领域的应用;典型的特种光纤(包括微结构光纤)及其应用;光纤光栅基础知识、基本理论以及典型应用;光纤特征参数测量方法及应用;光纤非线性效应理论及其典型应用等。

内容简介

本书以经典电磁场理论和近代光学为基础,系统论述了光纤光学的基本原理、传输特性、设计方法、实现技术及主要应用。全书共12章,具体内容包括: 光纤光学的基本概念、重要参数、光学及物化特性,光波在均匀光纤和渐变光纤中传输的光线理论和波动理论,单模光纤、微结构光纤的分类、特性、分析方法及典型设计,典型的光纤无源和有源器件分析、设计及器件发展分析,光纤光栅基本概念、关键因素、基本理论以及典型应用,光纤器件的设计方法和强度型、干涉型及微结构器件的研制,代表性特种光纤及其应用,光纤技术及其发展在通信和传感领域的典型应用,光纤拉制、处理及器件研制新技术,光纤特征参数测量方法及应用; 光纤非线性效应理论及其典型应用等。
本书体系内容具有创新性,理论与应用并重,引入科研方法,吸纳*新成果(包括作者本人及合作者的科研成果),各章附小结、思考与习题。本书可作为高等学校光电子、激光、光学仪器、物理学、信息与通信技术等专业的研究生和本科生教材,也可作为从事光纤通信和光纤传感技术的工程技术人员和其他相关专业人员的参考书。

目录

第1章光纤光学基础
1.1引言
1.2光纤基本结构及分类
1.2.1光纤基本结构
1.2.2光纤典型分类
1.2.3光纤拉制简介
1.3光纤的重要参量
1.3.1光纤的数值孔径
1.3.2光纤的相对折射率差
1.3.3光纤的归一化频率
1.4光纤的光学与物化特性
1.4.1光纤的特征参数
1.4.2光纤的光学特性
1.4.3光纤的物化特性
小结
思考与习题
第2章光纤光学的基本理论
2.1引言
2.2光纤的光线理论
2.2.1程函方程
2.2.2光线方程
2.2.3光线方程的应用
2.3光纤的波动理论
2.3.1麦克斯韦方程组
2.3.2波动方程
2.3.3亥姆霍兹方程
2.3.4波导场方程
2.3.5波导场的场解
小结
思考与习题
第3章光纤的光线理论分析
3.1引言
3.2均匀光纤的光线理论分析
3.2.1均匀光纤中的光线种类
3.2.2子午光线的传输分析
3.2.3偏斜光线的传输分析
3.2.4弯曲光纤的光线传输分析
3.2.5斜端面光纤的光线传输分析
3.2.6圆锥形光纤的光线传输分析
3.3渐变光纤的光线理论分析
3.3.1渐变光纤中的光线种类
3.3.2渐变光纤的光线方程
3.3.3渐变光纤的子午光线分析
3.3.4渐变光纤的螺旋光线分析
小结
思考与习题
第4章光纤的波动理论分析
4.1引言
4.2均匀光纤的波动理论分析
4.2.1径向场方程
4.2.2本征解选取
4.2.3模式及分类
4.2.4模式本征值
4.2.5色散曲线与单模条件
4.2.6弱导光纤与线偏振模
4.2.7均匀光纤电磁场分布
4.3渐变光纤的波动理论分析
4.3.1基本方程
4.3.2平方律解析法
4.3.3WKB分析法
4.3.4级数近似法
小结
思考与习题
第5章单模光纤的性质及分析
5.1引言
5.2均匀单模光纤分析
5.2.1模场精确分析
5.2.2模场近似分析
5.2.3功率分布分析
5.3渐变单模光纤分析
5.3.1等效阶跃型光纤法
5.3.2等效平方律光纤法
5.4单模光纤的双折射
5.4.1光纤双折射类型
5.4.2典型本征双折射
5.4.3典型感应双折射
小结
思考与习题
第6章微结构光纤特性及分析
6.1引言
6.2微结构光纤分类及特性
6.2.1微结构光纤导光机制
6.2.2微结构光纤典型分类
6.2.3微结构光纤特性分析
6.3微结构光纤典型分析方法
6.3.1有效折射率模型
6.3.2全矢量分析模型
6.3.3典型全矢量分析法
6.4微结构光纤设计分析
6.4.1类六边形空孔带隙可调MSF
6.4.2双波段一维单偏振单模MSF
6.4.3双波段二维单偏振单模MSF
小结
思考与习题
第7章光纤无源和有源器件
7.1引言
7.2光纤无源器件分析
7.2.1光纤耦合器
7.2.2光纤偏振器
7.2.3光纤滤波器
7.2.4光纤隔离器
7.2.5光纤衰减器
7.2.6光纤开关
7.2.7光纤连接器
7.3光纤有源器件分析
7.3.1光纤激光器
7.3.2光纤放大器
7.4光纤器件发展分析
7.4.1光纤无源器件发展分析
7.4.2光纤有源器件发展分析
7.4.3光纤器件技术研究方向
小结
思考与习题
第8章光纤光栅及其应用
8.1引言
8.2光纤光栅基础
8.2.1光纤光栅基本类型
8.2.2折射率分布与反射谱
8.2.3光纤光栅制作技术
8.3光纤光栅理论
8.3.1光纤光栅典型理论
8.3.2光纤光栅基本性质
8.3.3传感解调关联理论
8.4光纤光栅应用
8.4.1光纤光栅在通信领域的应用
8.4.2光纤光栅在传感领域的应用
8.4.3光纤光栅及器件的研究方向
小结
思考与习题
第9章光纤器件设计及研制
9.1引言
9.2光纤器件设计方法
9.2.1基本设计思想
9.2.2主要设计步骤
9.2.3典型设计方法
9.3典型光纤器件研制
9.3.1光纤器件加工
9.3.2强度型器件研制
9.3.3干涉型器件研制
9.3.4微结构器件研制
9.4特种光纤及其应用
9.4.1掺杂光纤及其应用
9.4.2塑料光纤及其应用
9.4.3红外光纤及其应用
9.4.4紫外光纤及其应用
9.4.5敏化光纤及其应用
小结
思考与习题
第10章光纤技术及其应用
10.1引言
10.2光纤通信技术
10.2.1光纤通信原理
10.2.2光纤通信系统
10.2.3多信道复用技术
10.2.4全光纤通信系统
10.2.5光纤通信网
10.3光纤传感技术
10.3.1光纤传感原理
10.3.2光纤传感器建模
10.3.3光纤传感器
10.3.4光纤传感网
10.4光纤新技术简介
10.4.1光纤拉制新技术
10.4.2光纤处理新技术
10.4.3光纤器件研制新技术
小结
思考与习题
第11章光纤特征参数的测量
11.1引言
11.2光纤测量常用仪器
11.2.1光源
11.2.2光纤熔接机
11.2.3光谱分析仪
11.2.4光功率计
11.2.5光波长计
11.2.6光时域反射计
11.3光纤几何参数测量
11.3.1几何特征参数
11.3.2测量注入条件
11.3.3典型测量方法
11.4光纤折射率分布测量
11.4.1折射近场法
11.4.2近场扫描法
11.5光纤数值孔径测量
11.5.1远场强度有效数值孔径
11.5.2典型测量方法
11.6光纤衰减测量
11.6.1光纤衰减机理
11.6.2典型测量方法
11.7光纤色散测量
11.7.1光纤色散机理
11.7.2典型测量方法
11.8光纤模场直径测量
11.8.1模场直径定义
11.8.2典型测量方法
11.9高双折射光纤拍长测量
11.9.1光纤拍长定义
11.9.2典型测量方法
小结
思考与习题
第12章光纤非线性效应及其应用
12.1引言
12.2光纤非线性效应
12.2.1光纤的非线性效率
12.2.2光纤的非线性特性
12.3光脉冲传输方程
12.3.1非线性介质中的波动方程
12.3.2分析法推导光脉冲传输方程
12.3.3因素法推导光脉冲传输方程
12.3.4光脉冲传输方程的简化形式
12.4光纤光孤子及其应用
12.4.1光纤中的光孤子
12.4.2光纤中光孤子的传输
12.4.3光孤子通信关键技术
12.4.4光孤子通信应用展望
小结
思考与习题
参考文献
附录A英文缩略语

精彩书摘

第5章
CHAPTER 5
单模光纤的性质及分析
本章首先对单模光纤的特点进行概要阐述,然后对均匀单模光纤进行分析,最后对渐变折射率单模光纤进行分析。
5.1引言
单模光纤(SMF)是指在一定工作波长下只传输基本模式HE11或LP01的光纤。单模光纤具有极小的色散和极低的损耗,一根单模光纤可传输达几千兆赫兹带宽的信息,无中继距离可达上千千米,在陆地和海底跨洋通信中已成为不可替代的传输线,并将在相干光纤通信系统中起十分重要的作用。另一方面,利用单模光纤的结构特性、物化特性以及传输特性等,可以研制出诸如光纤耦合器、光纤偏振器、光纤滤波器、光纤隔离器、光纤光开关以及光纤光栅等光无源器件; 而利用其非线性效应,还可研制光纤激光器、光纤放大器等光有源器件,并应用于测量和信息处理等。此外,单模光纤中基模的振幅、相位、偏振等参数对于各种外界物理量(如温度、应力、振动、转动、磁场、电场等)极为敏感,利用这种敏感特性,可以设计并研制出灵敏度极高的各种光纤传感器。与多模光纤相比,单模光纤主要有以下特点。
(1) 芯径和折射率差小。
单模光纤的芯径和折射率差比多模光纤要小一些,二者满足如下数学关系:
V=ak0n21-n22≤2.405(5.1)
单模光纤的纤芯直径约为10μm。
(2) 色散效应低。
由于单模光纤只传输基模,几乎没有模失真,因此它的模间色散比多模光纤要小得多。实际的单模光纤(熔石英光纤)的色散值要比多模光纤的色散值小一两个数量级,因而具有更大的带宽距离积,可达几十吉赫兹千米。
(3) 双折射现象。
双折射是单模光纤与多模光纤的最大区别。多模光纤由于存在的模式极多,各模式之间的偏振问题并不重要。但对单模光纤而言,由于实际上它包含两个相互正交的偏振模,因而模式的偏振态在传输过程中的变化是一个极为重要的问题。目前,光纤光学中的一个新分支——偏振光学正在形成之中。
单模光纤的结构一般是多层的,其横截面的折射率分布种类很多,可用如下形式表述:
n2(r)=n211-2Δrag(0≤r≤a)
n22(r>a)(5.2)
式中,Δ是相对折射率差,n1>n2,g是折射率分布参数,它决定了折射率分布曲线的形状。当g=∞,2,1时,分别对应于阶跃折射率分布、平方律分布和三角分布的光纤。
本章将对单模光纤的特点和基本性质、均匀单模光纤和渐变单模光纤中的模场进行讨论。
5.2均匀单模光纤分析
5.2.1模场精确分析
5.2.1.1场的基模分析
均匀单模光纤是指折射率呈理想阶跃型分布的光纤,即光纤是理想的圆柱光波导。只要满足式(5.1),这种光纤只适合传输基模,即两个HE11模。这两种模式具有相
……

前言/序言

《光纤光学原理及应用》自2012年9月第1版出版以来,已在南开大学等高校作为教材使用了10个学期。本书的编著与出版也是科研成果转化为教材内容、科研与教学有机结合的一种有益尝试。在多年的光纤光学教学实践中,我们不断向学界前辈请教并与同行密切交流,也得到了专业教师、高校学生以及相关领域科技工作者的诸多关心和大力支持,使得本书内容不断充实和提高,作者在此深表敬意和感谢!
作者应清华大学出版社的邀请,根据学科发展和教材实际需求,在吸纳相关意见和建议的基础上,对《光纤光学原理及应用》进行修改再版。与第1版相比,第2版在纲目设计、篇章内容、典型实例、应用分析等方面进行了重新梳理、调整和补充,形成了全新的体系和结构,力求突出“体系内容创新、理论应用并重、引入科研方法、吸纳最新成果”的新特色,为读者提供最新的科研案例及研究思路,促进光纤光学领域的课题研究以及专业学习绩效的提高。本书第2版有关修改内容简述如下:
(1) 将第1版的10章增加为12章,增加的两章分别为“微结构光纤特性及分析”和“光纤器件设计及研制”; 同时,第2版调整了章节顺序,使其知识体系符合内在的逻辑自洽性。
(2) 根据新的纲目设计对部分篇章内容进行了调整,如将第1版“第7章 光纤技术及其应用”的“7.4 典型光纤传感器”和“7.5 特种光纤及其应用”调整为第2版“第9章 光纤器件设计及研制”的“9.3 典型光纤器件研制”和“9.4 特种光纤及其应用”。
(3) 根据第2版“第10章 光纤技术及其应用”的需要,增加了“10.4 光纤新技术简介”,从光纤拉制、光纤处理和光纤器件研制3个角度简要介绍了光纤新技术。
(4) 根据第2版的章节编排需要,增加了器件图片及实例分析,并引入专业科研设计和分析方法,以促进读者发现问题、分析并解决问题能力的提升。
(5) 光纤光学技术涉及较多专业缩略语,为行文简便,本书将相关缩略语在书后统一给出,而不在正文中一一注出其英文原形。
(6) 第2版的内容面向不同层面的读者,试图满足对光纤光学的专业知识学习、科研方法掌握、光纤课题研究以及工程应用实践等的不同需求,并努力使各方(如专业教师、高校学生以及相关领域科技工作者、科技管理人员等)学习或参考后均能有所裨益。
(7) 第2版对主要参考文献和英文缩略语进行了增补,对行文中的不当表述及插图进行了删减、更正和补充。
第2版全书共12章,第1章介绍光纤光学的基本概念、重要参数、光学及物化特性,第2章阐述光纤光学的基本理论及其分析思路,第3章和第4章分别阐述均匀、渐变光纤的光线理论和波动理论分析方法及典型应用,第5章阐述均匀、渐变单模光纤的性质及分析方法,第6章阐述微结构光纤的结构、特点、分类、分析方法及典型设计,第7章阐述典型的光纤无源和有源器件设计及应用,第8章阐述光纤光栅基础知识、基本理论以及典型应用,第9章阐述光纤器件的设计步骤、设计方法、研制过程以及代表性的特种光纤及其应用,第10章阐述光纤技术在通信和传感领域的应用并简介光纤新技术,第11章阐述光纤特征参数的测量方法及其应用,第12章阐述光纤非线性效应理论及其典型应用。
本书的修订和增补工作全部由作者负责,并得到教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会重点项目“将科研方法引入光电信息专业课程的研究性教学方法探索与实践”的资助。在修改再版过程中,得到了清华大学出版社刘向威博士的大力支持,南开大学严铁毅副教授协助整理了补充资料,北京大学张严昕提出修改意见并校对全书,作者的学生耿鹏程、陈雷、王标、李晓兰、白志勇、高社成、王丽、王松、张芸山、于琳、魏石磊、薛晓琳、周权、张莉瑜、李新宇、李艳萍等以及参加本课程学习的同学提供了有益建议,在此一并表示衷心感谢。
限于作者水平,书中可能存在不足之处,敬请读者批评指正。
张伟刚2017年5月于南开园


光纤通信的世界:理论、实践与未来展望 本书旨在为读者全面深入地展现光纤通信这一现代信息技术基石的魅力。我们将从最基本的物理原理出发,循序渐进地引导读者理解光如何在光纤中传播,以及光纤本身是如何被设计和制造出来以承载如此庞大数据流的。随后,我们将深入探讨光纤通信系统的各个组成部分,包括光信号的产生、传输、接收和处理,并详细阐述在实际应用中所面临的关键技术挑战和相应的解决方案。最后,我们将目光投向光纤通信技术的未来发展趋势,描绘其在构建更智能、更互联的数字世界中扮演的关键角色。 第一部分:光纤世界的基石——光的基本原理与光纤的物理特性 本部分将奠定读者对光纤光学理解的坚实基础。我们将从电磁波理论出发,介绍光的本质,包括其波粒二象性,以及光在不同介质中传播时发生的衍射、干涉和偏振等现象。在此基础上,我们将重点讲解全内反射的原理,这是光纤实现光信号无损传输的核心物理机制。通过对折射率、临界角等概念的深入剖析,读者将清晰地理解光线如何在光纤的芯层与包层之间不断反射,从而沿着光纤的路径前进。 接着,我们将详细介绍不同类型的光纤,包括单模光纤和多模光纤。我们将对比分析它们的结构特点、芯径大小、数值孔径等关键参数,并阐述这些参数对光信号传播性能的影响。例如,我们将解释为何单模光纤能够实现更远的传输距离和更高的带宽,而多模光纤在短距离应用中则具有成本优势。此外,我们还将讨论光纤的材料选择,如石英玻璃的优异性能,以及光纤制造过程中需要考虑的各种工艺细节,以保证光纤的机械强度、低损耗和良好的环境适应性。 第二部分:光信号的旅程——光纤通信系统的核心组件与工作原理 在掌握了光纤的基本原理后,本部分将带领读者走进完整的光纤通信系统。我们将详细解析光信号的产生过程,重点介绍各种光源,如发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。我们将深入探讨这些光源的种类、工作原理、光谱特性、调制能力以及它们在不同通信速率和距离下的适用性。 随后,我们将聚焦于光信号的传输。在这里,光纤的损耗和色散将是关键的讨论点。我们将深入剖析光纤的吸收损耗、散射损耗等,并介绍如何通过优化光纤设计和材料来降低损耗。同时,我们将详细讲解不同类型的色散,如模式色散、材料色散和波导色散,以及它们如何导致光脉冲展宽,限制通信系统的传输速率和距离。读者将了解如何通过均衡技术、多通道技术等来克服色散的影响。 在信号的另一端,我们将深入研究光信号的接收。光电探测器是这一环节的核心,我们将介绍 PIN 光电二极管和雪崩光电二极管(APD)等主要类型。我们将分析它们的响应速度、量子效率、噪声特性以及在不同光功率条件下的工作表现。光放大器也是现代长距离光纤通信不可或缺的组成部分,我们将详细介绍掺铒光纤放大器(EDFA)等关键技术,阐述其工作原理、增益特性和噪声系数,以及它们在克服传输损耗、实现超长距离通信中的重要作用。 第三部分:光纤通信的应用与实践 光纤通信的强大能力使其在当今世界无处不在。本部分将从宏观视角展现光纤通信的广泛应用。我们将首先介绍最基础但至关重要的光纤接入网,包括家庭宽带(FTTH)和企业网络。读者将了解到光纤如何为我们提供高速稳定的互联网连接,以及支持高清视频、在线游戏、远程办公等日益增长的网络需求。 接着,我们将深入探讨长途骨干网和城域网。这些庞大的网络是支撑全球互联网和通信基础设施的动脉。我们将解析海底光缆系统,以及它们如何在各大洲之间架起信息桥梁。我们将讨论光网络的设计原则,包括如何构建高效的路由和交换机制,以及如何应对复杂的网络拓扑和巨大的流量压力。 此外,我们还将探讨光纤通信在特定领域的应用。例如,在数据中心内部,高速光互连技术是实现服务器、存储和网络设备之间高效通信的关键。我们将介绍数据中心内部光纤网络的架构和技术要求。在工业自动化领域,光纤传感器凭借其抗电磁干扰、高精度和长距离传输的优势,在环境监测、过程控制等方面发挥着越来越重要的作用。我们还将提及光纤通信在军事通信、医疗诊断以及科学研究等前沿领域的应用。 第四部分:光纤通信的未来图景——技术创新与发展趋势 技术的进步永无止境,光纤通信也在不断演进以满足未来日益增长的需求。本部分将展望光纤通信技术的未来发展方向。我们将探讨超高容量光传输技术,例如相干光通信、多维复用技术(如偏振复用、空间复用)以及更先进的调制格式,这些技术将极大地提升现有光纤的传输容量。 我们还将关注下一代光器件和材料。例如,硅光子技术正快速发展,旨在将光信号处理能力集成到硅芯片上,从而实现更小巧、更节能、更低成本的光通信模块。新型光纤材料和结构,如空芯光纤,也展现出突破现有损耗和色散限制的潜力。 最后,我们将讨论光纤通信与人工智能、量子计算等新兴技术的融合。人工智能将可能被用于优化网络性能、预测和诊断故障。量子通信的出现,将为信息安全带来革命性的提升,而光纤作为量子信息传输的载体,其作用将更加凸显。本书将引导读者思考光纤通信如何成为构建未来智能社会和颠覆性技术的基础设施,为读者勾勒出一幅充满无限可能的光纤通信发展蓝图。

用户评价

评分

阅读《光纤光学原理及应用(第二版)》的过程,更像是一次深入的科学探索之旅。这本书给我带来的,不仅仅是知识的增长,更是一种思维方式的启发。它让我从一个宏观的角度去理解光纤技术,而不是仅仅停留在某个具体的技术细节上。 我非常欣赏书中对光纤基本原理的构建。它从基础的物理学出发,逐步引导读者理解光波的性质,再到光纤的结构设计,以及光信号在其中的传播机制。这种层层递进的逻辑,使得我在学习过程中不会感到迷茫。例如,关于光纤中的损耗问题,书中不仅列举了吸收损耗、散射损耗等各种因素,还详细分析了它们产生的原因以及如何通过材料选择和工艺改进来降低损耗,这让我对通信系统的整体设计有了更深刻的理解。 特别让我印象深刻的是,书中对光纤通信系统的整体架构进行了非常全面的介绍。它不仅仅讲解了光纤本身,还涵盖了光源(如激光器、LED)、探测器(如PIN管、APD)、光调制解调技术,以及各种光通信网络拓扑结构。这让我能够将光纤技术置于一个更大的框架下进行思考,理解它在整个通信链中的关键作用。 书中关于光纤通信未来的发展趋势的探讨,也让我受益匪浅。从量子通信到更高速率的传输技术,作者都给出了一些前瞻性的分析。这让我意识到,光纤技术并非一成不变,而是在不断地创新和发展中。这本书不仅仅是一本教材,更像是一本指引未来科技方向的指南,让我对这个领域充满了期待。

评分

这本书,怎么说呢,对我这样一位对物理世界充满好奇,但又苦于缺乏系统知识的爱好者来说,简直就是一份惊喜大礼包。《光纤光学原理及应用(第二版)》以一种非常引人入胜的方式,将那些原本只存在于教科书和实验室里的概念,变得鲜活而有趣。 我最先被吸引的是书中关于光纤制造的宏大视角。它不仅仅是简单地介绍“怎么做”,而是深入探讨了“为什么这样做”。比如,它会详细解释为什么光纤的核心和包层需要有特定的折射率差异,以及这种差异是如何通过掺杂不同的化学物质来实现的。书中还穿插了一些历史故事和技术演进的脉络,让我了解到光纤技术是如何一步步发展到今天的。 当读到关于光在光纤中传播的章节时,我仿佛置身于一个微观的光学世界。书中用大量精美的插图和动画模拟(虽然书中是静态图,但足以让我的脑海里形成动态画面),将光线的弯曲、反射、衍射等过程描绘得淋漓尽致。我终于理解了为什么光纤通信能够传输如此海量的信息,原来是光线在里面经过了如此巧妙的“引导”和“约束”。 而且,书中对一些看似枯燥的数学公式,也给予了非常人性化的解释。它不会只是简单地罗列公式,而是会解释每个参数的物理意义,以及公式背后的逻辑。即使我对高等数学不是特别精通,也能通过书中的讲解,大致理解其核心思想。这让我觉得,科学的魅力就在于此,它能够用严谨的逻辑和优美的数学语言来描述我们周围的世界。这本书让我对光纤这个看似普通的“线”有了全新的认识,充满了敬畏和好奇。

评分

这本书,简直就是为那些想要一窥光纤通信“庐山真面目”的求知者量身定做的。我之前的知识储备非常有限,对光纤这个概念的理解也仅限于“用来传输数据的一根线”。然而,这本书却像一位博学的向导,带领我走进了一个充满奇妙现象的光学世界。 最让我着迷的是书中关于光纤材料学的讲解。它不仅仅是枯燥的化学成分列表,而是深入浅出地介绍了石英玻璃的优良光学特性,以及如何通过精确控制掺杂物质来调整光纤的折射率。我甚至了解到了光纤制造过程中,高温熔融、拉伸等工艺的精妙之处,以及这些工艺如何影响最终光纤的性能。 在学习光信号的传输时,书中关于“模式”的概念给我留下了深刻的印象。我第一次了解到,光线在光纤中并不是直线传播的,而是以不同的“模式”存在,并且不同的模式会以不同的速度传播,从而导致色散。书中通过大量的图示,清晰地展示了不同模式的传播轨迹,让我这个初学者也能直观地理解。 更重要的是,这本书在讲解理论的同时,非常注重实际应用。比如,在介绍光纤连接器时,它不仅说明了不同连接器的种类和特点,还分享了在实际应用中如何选择和使用连接器,以及可能遇到的问题和解决方法。这种理论与实践相结合的方式,极大地增强了我的学习兴趣和信心。读完这本书,我对光纤这个“小小的东西”是如何支撑起我们庞大的信息时代的,有了前所未有的清晰认识。

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说实话,我拿到《光纤光学原理及应用(第二版)》这本书的时候,心里是抱着一种试试看的心态。毕竟,光纤光学这个领域,听起来就充满了高深的物理学和复杂的工程技术,我担心自己会看不懂。然而,这本书从第一页开始就颠覆了我的刻板印象。 它的语言风格非常接地气,不像很多学术书籍那样枯燥乏味。作者仿佛是一位经验丰富的工程师,在向你娓娓道来他多年来的研究心得和实践经验。即使是那些非常专业的概念,比如倏逝波、模式耦合、非线性效应等等,书中都会用通俗易懂的类比和生活中的例子来解释,让我这个非专业背景的读者也能茅塞顿开。 我特别喜欢书中对光纤制造过程的介绍,它不仅仅是简单的文字描述,还配有大量的工艺流程图和设备图片,让我仿佛置身于一个现代化的光纤生产线上。当我了解到一根根细如发丝的光纤是如何在高科技设备中精密制造出来的,并且其内部结构是如此精巧地设计来承载信息时,我简直被深深地震撼了。 此外,书中对光纤传感器的应用案例分析也让我大开眼界。我之前从未想过光纤不仅仅是用来通信的,还能被用来测量温度、压力、应变,甚至可以监测结构健康。书中详细介绍了不同类型光纤传感器的原理和应用场景,让我看到了光纤技术在各个领域的广阔前景。这本书让我对光纤光学产生了浓厚的兴趣,也激发了我对未来技术发展的无限遐想。

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这本书,让我对“信息高速公路”有了全新的理解。《光纤光学原理及应用(第二版)》以其深入浅出的讲解方式,将那些原本抽象难懂的光纤光学原理,转化成了我能够理解和吸收的知识。 我特别喜欢书中关于光信号在光纤中传播的“多径效应”的阐述。它让我明白了,为什么光纤通信不像想象中那么简单,需要考虑光信号的不同传播路径。书中通过清晰的图示,展示了不同模式的光在光纤中以不同的角度传播,并最终汇聚到接收端。它还分析了多径效应如何导致码间串扰,以及如何通过设计具有特定折射率剖面的光纤来减小这种效应。 令我印象深刻的是,书中对光纤连接技术和熔接技术的详细介绍。我了解到,光纤连接器的精度要求极高,细微的偏差都可能导致信号的严重衰减。书中不仅介绍了不同类型连接器的结构和特点,还分享了光纤熔接的步骤和注意事项,包括如何进行对准、如何控制熔接参数,以及如何评估熔接质量。这些实践性的内容,对于将来实际操作非常有帮助。 而且,书中对光纤传感的各种应用场景的描绘,也让我看到了光纤技术除通信外的巨大潜力。从油气管道监测到桥梁结构的健康诊断,再到医疗领域的应用,光纤传感技术正在以各种意想不到的方式改变着我们的生活。这本书让我意识到,光纤技术不仅仅是信息传输的工具,更是一种无处不在的“感知”技术。

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作为一个在光纤通信领域摸爬滚打多年的工程师,我对市面上不少书籍都有过研究。坦白说,《光纤光学原理及应用(第二版)》这本书,绝对是我近年来阅读过的最令人印象深刻的一本。它在保持学术严谨性的同时,又有着极强的实践指导意义,并且在内容的深度和广度上都有着令人称道的表现。 本书对光纤的传播理论进行了极其细致的推导和分析。从麦克斯韦方程组出发,到导波理论的建立,再到不同模式下的传播特性,每一个步骤都严丝合缝,逻辑清晰。特别是对于模式色散和材料色散的深入剖析,以及书中提出的针对性解决方案,都体现了作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。我甚至可以找到一些自己工作中遇到的疑难问题,在这本书里得到了详尽的解答,这让我倍感欣喜。 另外,书中对光纤放大器和光纤激光器的介绍也非常到位。这些是现代光通信系统中不可或缺的关键技术,而本书在这方面的内容,无论是原理讲解还是性能分析,都做得非常全面。特别是对掺铒光纤放大器(EDFA)的非线性效应和噪声特性进行了深入探讨,这对于优化放大器设计和提升通信系统性能具有极大的参考价值。 让我印象深刻的还有书中关于光时域反射计(OTDR)的原理和应用分析。OTDR是光纤链路故障诊断的利器,而本书对OTDR的测量原理、参数设置以及故障识别方法都进行了细致的阐述。我甚至可以通过书中给出的典型OTDR曲线,来推断出光纤链路中的各种故障类型,这对于实际的现场维护工作提供了极大的帮助。总而言之,这本书是一本集理论深度、实践指导和前沿技术于一体的宝藏,值得每一个光纤领域的从业者深入研读。

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这本书,对我来说,不仅仅是一本教材,更像是一次心灵的洗礼。我一直认为光纤技术是现代通信的基石,但具体是如何运作的,却一直像是一个模糊的幻影。直到我翻开《光纤光学原理及应用(第二版)》,我才真正走进了这个神奇的世界。 书中对光纤结构与性能关系的解读,让我叹为观止。它不仅仅是简单地介绍“芯层”和“包层”的组成,而是深入到微观层面,分析了材料的晶格结构、掺杂离子的分布,以及这些微小的差异如何最终影响光纤的折射率分布和传播特性。我甚至学习到了如何通过调整纤芯的半径和折射率差,来控制光纤的模场直径和模间时延,进而影响通信的带宽和传输距离。 更让我惊喜的是,书中关于光纤的非线性效应的讲解。这部分内容,通常是很多入门书籍会回避的,但这本书却以一种非常清晰和易于理解的方式进行了介绍。我理解了光纤中的克尔效应、受激拉曼散射、受激布里渊散射等非线性现象,以及它们在高速光通信中可能带来的挑战和机遇。书中还给出了一些抑制这些非线性效应的策略,这让我对如何构建高性能的光通信系统有了更全面的认识。 这本书的价值,不仅仅在于它提供了多少知识点,更在于它培养了我对光纤技术“探根溯源”的思考能力。它让我明白,每一个技术的背后,都有着深厚的物理原理和精巧的设计。读完这本书,我对光纤通信这个领域,不仅有了知识上的积累,更有了深入探索的动力和方向。

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这本书简直让我惊艳,作为一名对光纤通信领域心怀憧憬的新手,我之前曾尝试过一些入门级的资料,但总感觉像是隔靴搔痒,不得其门而入。《光纤光学原理及应用(第二版)》则完全不同,它如同一个循循善诱的良师益友,将那些原本抽象晦涩的光纤光学原理,娓娓道来,条理清晰,深入浅出。 我尤其欣赏其对基础概念的细致阐述。从光的波动性和粒子性,到电磁波的传播特性,再到光在介质中的折射和反射,书中都给出了详尽的理论推导和直观的图示。当我看到关于光的全内反射原理时,书中通过生动形象的比喻和清晰的数学模型,让我这个初学者也能轻松理解光纤是如何“引导”光线传播的。它没有一开始就抛出复杂的公式,而是循序渐进,先搭建起坚实的理论基础,再逐步引入更高级的概念。 更让我感到惊喜的是,这本书的“应用”部分做得非常出色。它并没有仅仅停留在理论层面,而是将这些原理巧妙地与实际应用相结合。例如,在讲解不同类型光纤的特性时,书中不仅分析了单模光纤和多模光纤的结构差异,还详细介绍了它们在不同通信场景下的优缺点和适用范围。我学到了光纤的衰减、色散等关键参数是如何影响通信质量的,以及如何通过优化光纤设计和传输方案来克服这些挑战。 这本书的排版设计也非常人性化,文字疏密得当,图表清晰美观,阅读起来不会感到疲惫。每章的末尾还附有习题,这对于巩固学习内容至关重要。我尝试做了几道题目,发现它们既能检验我是否真正理解了章节内容,又能引导我思考更深层次的问题。总而言之,这本书的理论深度和实践指导性都达到了一个非常高的水平,是任何想要深入了解光纤光学的人的必备读物。

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作为一名在电子信息工程领域摸索多年的学生,我总是寻找能够拓宽我视野、深化我理解的书籍。《光纤光学原理及应用(第二版)》这本书,无疑满足了我的这一需求,并且远超我的预期。 书中对光纤制造工艺的详细介绍,让我大开眼界。我了解到,从石英砂提纯到光纤拉丝,每一步都凝聚着精密的科学技术和严格的质量控制。它不仅解释了各种工艺步骤的原理,还分析了它们对光纤性能的影响,例如,不同退火工艺如何影响光纤的机械强度和光学损耗。这让我深刻体会到,看似简单的光纤,背后是无数工程师和科学家的心血。 当我读到书中关于光纤通信系统架构的部分时,我感觉自己如同置身于一个庞大的信息网络之中。它详细讲解了从信号的产生、编码、调制,到通过光纤传输,再到接收、解调、解码的全过程。书中对各种光电器件的原理和性能参数的分析,以及它们如何在系统中协同工作,都让我受益匪浅。我甚至可以通过书中提供的图示,自己勾勒出不同类型光通信系统的框图。 书中关于光纤技术的最新发展动态,也让我对未来的技术趋势有了更清晰的认识。例如,对超低损耗光纤、空芯光纤、以及人工智能在光纤通信中的应用的探讨,都展现了光纤技术蓬勃的生命力。这本书不仅是一本教科书,更是一扇窗户,让我得以窥见光纤技术无限的可能性。

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不得不说,《光纤光学原理及应用(第二版)》这本书,真的是一本“宝藏”。作为一个在实验室里摸索多年,对光纤通信有一些零散认识的研究者,我在这本书里找到了很多系统性的知识和深刻的见解。 本书在理论上的严谨性令人称道。它从基础的光学原理出发,对光纤的导波机理、模式分析、损耗和色散等关键问题进行了深入的阐述。我尤其喜欢书中对各种损耗机制的详尽分析,比如瑞利散射、吸收损耗、以及弯曲损耗等等,并且对它们在不同光纤类型和工作条件下的影响进行了量化分析。这对于我们设计和优化光纤链路非常有指导意义。 在应用层面,本书也提供了丰富的实例。无论是光纤通信系统中的各种组件,如光源、探测器、光开关,还是光纤传感器的原理和应用,书中都有涉及。特别是对光纤放大器和光纤激光器的介绍,内容详实,涵盖了不同类型放大器的基本原理、增益特性、噪声分析以及应用领域,这对于我们进行相关器件的研究和开发非常有帮助。 此外,书中还对一些前沿的光纤技术进行了探讨,比如非线性光学效应在光纤通信中的应用,以及新型光纤材料和结构的设计。这些内容让我对光纤技术未来的发展方向有了更清晰的认识,也激发了我进一步深入研究的兴趣。这本书的深度和广度,都达到了相当高的水平,是光纤通信领域不可多得的参考书籍。

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