光纤通信中的光波技术 李齐良 9787030302908 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李齐良 著

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• 9787030302908
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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030302908

商品编码：29303703071

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名：光纤通信中的光波技术

定价：60.00元

作者：李齐良

出版社：科学出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787030302908

字数：363000

页码：287

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书介绍光纤通信中光波技术和理论，主要介绍了光纤通信的发展历史，光纤通信的基本理论，从麦克斯韦电磁理论出发，得到各种条件下光脉冲传输的非线性薛定谔方程。研究了群速度色散、自相位调制、调制不稳定性、光孤子、色散管理、非线性光纤耦合器、四波混频等理论。
　　本书可作为光纤光栅、光纤通信等专业的高年级本科生、研究生的教学参考书，也可供科技工作者阅读参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《光通信中的光波技术》—— 现代信息高速公路的基石 一、 引言 在信息爆炸的时代，我们享受着前所未有的信息获取与传播速度。从高清视频的点播到实时视频会议，从云端存储的海量数据到智能设备的互联互通，这一切都离不开一个强大的支撑——光纤通信。而光纤通信的核心，正是对光波的精准操控和高效利用，这便是本书《光通信中的光波技术》所要深入探讨的主题。本书由李齐良撰写，书号为9787030302908，致力于为读者揭示光波在现代通信领域所扮演的关键角色，以及支撑这一切的深层技术原理。 二、 光波的物理基础与通信的契合 光，作为一种电磁波，拥有极高的频率和极短的波长，这使得它天然具备了极大的信息承载能力。相较于传统的电信号，光信号在传输过程中损耗更小，抗干扰能力更强，且不受电磁兼容性（EMC）的影响，这些特性使其成为长距离、大容量通信的理想载体。 本书将从光的基本物理性质出发，介绍光作为一种波的衍射、干涉、偏振等特性。理解这些基础概念是掌握光波在通信中应用的起点。我们将深入探讨光的波动方程，理解其在时域和频域的行为。 电磁波谱与光频段： 详细阐述可见光、近红外光等在光通信中常用的频段，以及不同波长光信号的特性差异。 光的产生与探测： 介绍激光器（如半导体激光器、光纤激光器）作为光源的工作原理，以及光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等探测器的工作机制。理解不同类型光源和探测器的优缺点及其在不同场景下的应用。 光的基本性质在通信中的体现： 探讨光的频率、波长、相位等参数如何被用来编码和调制信息，以及如何通过改变这些参数来实现信息的传输。 三、 光纤：信息传输的“高速公路” 光纤通信之所以能够实现超远距离、超大容量的传输，离不开光纤这种神奇的传输介质。光纤利用全内反射的原理，将光信号束缚在纤芯内部，实现低损耗、高效率的传输。本书将详细讲解光纤的结构、原理及其在光通信中的核心作用。 光纤的结构与分类： 详细介绍单模光纤和多模光纤的结构，包括纤芯、包层、涂覆层等组成部分。深入分析它们在传光机理、模场直径、应用场景上的区别。 光的传输机理——全内反射： 详细阐述全内反射的物理原理，并解释其如何确保光信号在光纤内部高效传输。 光纤的损耗机制： 详细分析导致光信号在光纤中衰减的各种因素，如瑞利散射、吸收损耗、弯曲损耗等。理解这些损耗机制对于设计低损耗的光纤链路至关重要。 光纤的色散问题： 介绍导致光信号在传输过程中失真的色散现象，包括模间色散、材料色散、波导色散等。深入分析这些色散对通信系统性能的影响，并探讨相应的补偿技术。 新型光纤技术： 简要介绍一些前沿的光纤技术，如空芯光纤、多芯光纤等，及其在未来光通信发展中的潜力。 四、 光信号的产生、调制与解调 将电信号转化为光信号，并在接收端将光信号恢复为电信号，是光通信系统中最基本也是最重要的环节。本书将深入剖析这一过程中的关键技术。 光源与调制技术： 激光光源： 详细介绍各种类型激光器（如DFB激光器、VCSEL）的工作原理、性能参数及其在光通信中的应用。 调制方式： 详细介绍各种光调制技术，包括强度调制（IM）、相位调制（PM）、频率调制（FM）等。重点分析幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）以及更高级的QAM（正交幅度调制）等调制格式的原理、优点和缺点。 调制器： 介绍各种光调制器的结构和工作原理，如电光调制器（EOM）、声光调制器（AOM）等，以及它们在实现高速、高效调制中的作用。 光信号的接收与解调： 光电探测器： 详细介绍PIN光电二极管和APD等光电探测器的结构、工作原理、响应速度、量子效率等关键参数。 解调技术： 介绍如何根据调制方式，采用相应的解调技术来恢复原始电信号。例如，对于强度调制信号，可以通过检测光功率的变化来实现解调。 相干检测技术： 深入讲解相干检测的原理，其如何通过与本地振荡光混合来提高接收灵敏度，以及在高速率、长距离通信中的优势。 五、 光通信网络中的核心器件与系统 除了光纤和光源/探测器，光通信网络还需要一系列核心器件来完成信号的传输、处理和管理。 光放大器： 介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、增益特性、噪声等。分析其在补偿光信号损耗、实现长距离传输中的关键作用。同时，也会提及拉曼放大器等其他类型光放大器。 光开关与光复用技术： 光开关： 介绍各种类型光开关（如机械式、MEMS式、电光式）的工作原理和应用，它们在网络路由、保护切换中的作用。 波分复用（WDM）： 详细阐述波分复用技术，包括其基本原理、不同类型的WDM（如CWDM、DWDM）及其在提高光纤传输容量中的巨大贡献。介绍光栅、多通道光分插复用器（OADM）等关键器件。 光网络架构： 介绍当前主流的光通信网络架构，如无源光网络（PON）、城域网、骨干网等，以及它们在不同应用场景下的特点和优势。 光电子集成技术： 展望光电子集成技术的发展，介绍如何将多种光器件集成到单个芯片上，以实现更小的体积、更低的功耗和更高的集成度，推动光通信向更高性能迈进。 六、 光波在现代通信系统中的应用 本书将结合实际应用，展示光波技术如何在现代通信领域发挥作用。 长途通信网络： 光纤作为骨干网的核心，承载着全球范围内的海量信息流量。 接入网： 光纤到户（FTTH）等接入技术，将高速宽带服务直接带到家庭和企业。 数据中心内部连接： 高速光模块和光互连技术，为数据中心内部的高速数据交换提供支撑。 移动通信回传： 5G及未来移动通信网络对大带宽、低时延的回传网络提出了更高要求，光通信是其必然选择。 特种光纤应用： 除了通信，还可能涉及光纤在传感、医疗等领域的应用。 七、 未来展望 光通信技术仍在不断发展，本书将对未来的发展趋势进行展望。 超高速、超大容量传输： 随着调制技术的进步和新材料的应用，传输速率将不断突破现有瓶颈。 更智能化的光网络： 软件定义网络（SDN）和人工智能（AI）在光网络中的应用，将使网络更加灵活、高效和自动化。 下一代光通信技术： 如空分复用（SDM）、量子通信等前沿技术，将为未来的通信带来新的可能。 八、 结论 《光通信中的光波技术》一书，旨在构建一个系统而深入的知识体系，帮助读者理解光波在现代通信中的核心作用。从基础的物理原理，到复杂的光纤结构，再到精密的调制解调技术和庞大的网络架构，本书力求全面而细致地展现光波技术如何驱动着信息时代的飞速发展。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解光通信的魅力，为相关领域的研究、开发和应用打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我之前接触过好几本关于光波导的书籍，但大多要么过于偏重理论的繁复推导，以至于脱离了实际应用场景；要么就是过于侧重工程实现，牺牲了对底层物理机制的深入剖析。然而，这本书在“理论深度”与“工程实践”之间找到了一个近乎完美的平衡点。作者在讲解诸如光纤连接损耗或者新型光纤结构特性时，总是能够巧妙地引用最新的研究成果或者行业标准，这使得书中的内容不仅具有学术的前瞻性，更拥有极强的时效性。我特别欣赏其中关于光纤非线性效应治理的章节，它并没有停留在简单的理论阐述，而是结合了现代高速光通信系统中常见的四波混频、自相位调制等问题，给出了清晰的建模思路和潜在的解决方案方向。这种紧密结合“当下”挑战的写作风格，让这本书读起来充满了活力，而不是一本束之高阁的陈旧文献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，很大程度上体现在它对于前沿技术发展脉络的梳理上。在这个技术迭代飞快的领域，一本优秀的参考书必须能够引领读者展望未来。我注意到，作者对超低损耗光纤、特种光纤（如少模光纤和空芯光纤）的介绍，并非简单的概念介绍，而是深入探讨了其在下一代通信网络中可能扮演的角色及其面临的挑战。尤其是对于一些处于研究热点前沿的理论模型，作者的处理方式是既全面又审慎，既展示了其巨大潜力，也指出了当前理论或制备工艺上的局限性。这种客观而富有洞察力的分析，对于指导我们的科研方向至关重要。它没有盲目地鼓吹某项新技术是“万能钥匙”，而是提供了一个清晰的评估框架，帮助我们站在更高的维度去审视当前的技术路线图。阅读完毕后，我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展和更新。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间，沉浸在这本涵盖了光纤基础理论的著作中，最大的感受是其逻辑结构的严谨性与体系的完整性。作者似乎非常清楚初学者和资深工程师在学习路径上的痛点，因此，全书的章节推进犹如一条精心铺设的缆绳，层层递进，毫不拖沓。它不像某些书籍那样，在基础部分蜻蜓点水，或者在高级部分突然拔高，让人望而却步。相反，从光的波动性质到光纤的模场分布，再到损耗和色散的详细解析，每一步的过渡都自然得像是水到渠成。特别是关于非线性效应的探讨，作者的处理方式非常精妙，既保留了必要的数学深度，又通过清晰的物理图像来支撑，使得那些原本被视为“高深莫测”的概念变得触手可及。读完核心章节后，我立刻感觉自己对光纤通信系统设计中的许多瓶颈问题有了更深层次的理解，仿佛有一层蒙在眼睛上的薄雾被瞬间吹散了。这种结构上的清晰度，对于指导实际工程应用而言，具有不可替代的价值。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习习惯来看，我更倾向于那种带有强烈“作者个性”的书籍，那些能让我感受到作者在知识传授过程中的那种急切和热忱。这本书恰恰具备了这种特质。你可以从字里行间感受到作者在教学和研究一线积累的丰富经验。例如，在描述某个实验现象或测量方法时，书中会穿插一些“过来人”的经验之谈，比如“在实际操作中，要注意环境温度对耦合效率的细微影响”，或者“如果实验结果出现异常，首先应检查XX处的对准精度”。这些看似微小的细节，恰恰是教科书中最容易被忽略，但却是初学者最容易“踩坑”的地方。这种润物细无声的指导，远比干巴巴的公式堆砌要有效得多。它让读者感觉不是在单向接受信息，而是在一位经验丰富的导师的身边，进行一次深入而耐心的探讨。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧设计着实让人眼前一亮。纸张的质感非常细腻，拿在手里沉甸甸的，透着一股专业书籍应有的厚重感。封面设计简洁却不失大气，那种深邃的蓝色调，仿佛将人瞬间拉入了光在介质中穿梭的奇妙世界。内页的字体选择和字号大小都经过了精心考量，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。尤其值得称赞的是，书中大量的公式推导和实验图表，清晰度极高，即便是复杂的波导结构图，也能一目了然。这对于我们这些需要反复对照细节的研究人员来说，简直是福音。作者在图文排版上的用心，体现了出版社对学术质量的严格把控，这绝非是一般教材能比拟的。翻阅过程中，我注意到一些关键概念的插图，它们不仅仅是简单的示意图，更像是一件件精美的艺术品，将抽象的物理现象具象化，极大地降低了理解门槛。总的来说，从书籍的实体感受来说，这是一本值得珍藏的工具书，每一次翻开都能感受到知识的重量和美感。