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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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030302908

商品编码：29522367079

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

售价：49.2元,便宜10.8元,折扣82

作者:李齐良

出版社：科学出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787030302908

字数：

页码：

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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前言
章　光纤通信发展的历史
　1.1　高速大容量光纤通信系统的发展概况
　1.2　波分复用技术
　1.3　光时分复用通信
　1.4　波分复用和光时分复用各自的优势
　参考文献
第2章　光纤中色散和非线性对脉冲传输的影响
　2.1　波动方程和亥姆霍兹方程
　2.2　非线性薛定谔方程
　2.3　非线性薛定谔耦合方程
　2.4　色散的基本理论
　　2.4.1　色散的分类
　　2.4.2　色散对通信系统的影响
　2.5　色散补偿技术
　2.6　偏振模色散补偿技术
　2.7　非线性折射效应
　　2.7.1　非线性折射率
　　2.7.2　不同传输区域的色散和非线性
　　2.7.3　自相位调制
　参考文献
第3章　调制不稳定性与光孤子
　3.1　调制不稳定性
　3.2　光孤子在单模光纤中的传输
　3.3　孤子的绝热特性
　3.4　孤子的稳定性
　3.5　孤子扰动
　3.6　耦合方程的孤子解
　　3.6.1　归一化方程
　　3.6.2　方程的可积性
　　3.6.3　方程的解
　3.7　两孤子解的波形演化
　3.8　放大器链路中调制不稳定性
　　3.8.1　掺铒光纤中的非线性薛定谔方程
　　3.8.2　分布式放大器链路的调制不稳定性
　　3.8.3　集总式放大器链路的调制不稳定性
　　3.9色散管理系统中调制不稳定性
　参考文献
第4章　光纤中的偏振效应及其应用
　4.1　具有偏振效应的耦合模方程
　4.2　椭圆双折射光纤
　4.3　利用保偏非线性双折射光纤对脉冲的整形
　　4.3.1　理论模型
　　4.3.2　变分方法
　　4.3.3　结果分析
　参考文献
第5章　色散管理理论及其应用
　5.1　色散管理孤子基本理论
　　5.1.1　色散管理孤子的概念
　　5.1.2　色散管理孤子的优势与特点
　　5.1.3　色散管理孤子的应用
　5.2　色散管理基本原理
　5.3　色散管理孤子系统定时抖动分析
　　5.3.1　色散管理孤子的数学模型
　　5.3.2　色散管理孤子参数的动力学方程推导
　　5.3.3　色散管理孤子系统定时抖动计算分析
　　5.3.4　色散管理孤子系统定时抖动数值模拟
　　5.3.5　色散管理孤子系统定时抖动的矩方法计算分析
　5.4　色散管理系统中光脉冲的传输特性分析
　　5.4.1　光脉冲传输的理论模型
　　5.4.2　脉冲参数演化的动力学方程
　　5.4.3　色散管理系统中三阶色散的影响.
　　5.4.4　色散管理系统中五次非线性的分析
　5.5　相位共轭系统中色散补偿的研究及应用
　　5.5.1　相位共轭技术的色散补偿原理
　　5.5.2　时域相位共轭系统中高阶色散对信号传输的影响
　　5.5.3　频域相位共轭系统中拉曼效应对信号传输的影响
　参考文献
第6章　光纤耦合器中孤子全光开关和传输特性
　6.1　光纤耦合器开关的基本理论
　　6.1.1　光纤耦合器概述
　　6.1.2　光纤耦合器的分类
　　6.1.3　光纤耦合器的应用
　6.2　耦合模理论
　6.3　光纤耦合器的线性工作状态
　　6.3.1　低能量连续光束输入情况
　　6.3.2　低能量光脉冲输入情况
　6.4　光纤耦合器的非线性工作状态
　　6.4.1　高能量连续光束输入情况
　　6.4.2　高能量准连续波输人情况
　　6.4.3　高能量超短光脉冲输入情况
　6.5　高阶色散对孤子脉冲开关的影响
　6.6　光纤耦合器中的孤子互作用
　6.7　无源光纤耦合器中的孤子开关和传输
　　6.7.1　色散耦合系数
　　6.7.2　无源两芯光纤耦合器
　　6.7.3　无源三芯光纤耦合器
　6.8　有源光纤耦合器中的孤子开关和传输
　　6.8.1　有源光纤耦合器的特性
　　6.8.2　有源两芯光纤耦合器
　　6.8.3　有源三芯平行线等距结构光纤耦合器
　　6.8.4　有源三芯等边三角形结构光纤耦合器
　参考文献
第7章　参量过程与光纤参量放大器增益特性
　7.1　二阶非线性光学效应
　　7.1.1　光学二次谐波产生
　　7.1.2　光学差频和光学参量放大
　　7.1.3　光学和频及频率上转换
　7.2　三阶非线性光学效应
　　7.2.1　四波混频效应
　　7.2.2　参量增益和参量放大
　7.3　相位匹配技术
　7.4　级联高非线性光纤参量放大器增益特性
　　7.4.1　理论模型
　　7.4.2　小信号增益
　　7.4.3　参量放大器的增益分析
　7.5　具有色散补偿的光纤参量放大器的增益特性
　　7.5.1　理论模型
　　7.5.2　光纤参量放大器的增益
　　7.5.3　光纤参量放大器增益平坦性分析
　7.6　光纤参量放大器增益的频率相关性和偏振相关性
　　7.6.1　基本模型
　　7.6.2　信号增益的频率和偏振相关性
　参考文献
第8章　光纤光栅
　8.1　光敏光纤的制备
　8.2　布拉格光栅的衍射原理
　8.3　光纤光栅中的有关理论
　　8.3.1　耦合模理论
　　8.3.2　光子带隙
　　8.3.3　滤波特性
　　8.3.4　相移的二芯光纤光栅耦合器滤波和耦合特性
　　8.3.5　非线性色散曲线
　　8.3.6　光纤光栅中的调制不稳定性
　　8.3.7　光纤光栅耦合器中的调制不稳定性
　8.4　三芯光纤光栅耦合器
　　8.4.1　两种排列结构的耦合方程
　　8.4.2　两种排列结构的禁带结构比较
　　8.4.3　等边三芯耦合器的耦合模方程数值模拟分析
　参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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光纤通信中的光波技术 李齐良 著 ISBN: 9787030302908 内容简介 《光纤通信中的光波技术》是一部深入探讨光纤通信核心技术——光波技术——的专著。本书以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构和丰富的学术内容，全面而系统地阐述了光波在光纤通信系统中的产生、传输、调控、检测及其应用等一系列关键问题。全书旨在为读者提供一个关于光波技术在现代通信领域中扮演的至关重要角色的深刻理解，并为从事光纤通信相关研究、开发和工程实践的专业人士提供宝贵的参考。 本书的核心内容围绕光波这一信息载体展开，从基础理论到前沿应用，层层递进。首先，作者从电磁波的基本理论出发，详细讲解了光波的波动性、偏振性等基本属性，以及其在光学介质中的传播规律。在此基础上，本书深入分析了光纤作为信息传输通道的独特光波导特性。这包括光纤的结构、材料特性，以及光在光纤中传播的模式理论，例如单模光纤和多模光纤的差异、模式耦合、模式色散等现象，并阐述了这些特性如何影响信号的传输质量和带宽。 接着，本书将重点聚焦于光波的产生技术，即光源。作者详细介绍了各种用于光纤通信的光源，包括半导体激光器（如DFB激光器、FP激光器）、LEDs以及近年来备受关注的光纤激光器等。对于每一种光源，都深入剖析了其工作原理、性能参数（如输出功率、光谱宽度、稳定性、调制速率等），以及它们在不同通信场景下的适用性。本书特别强调了光源的调制能力，这是实现高速信息传输的关键，并介绍了直接调制和外调制等技术。 在光波的传输方面，本书细致地阐述了光纤通信系统中的损耗机理，包括吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等，以及如何通过优化光纤设计和材料选择来降低这些损耗。同时，本书还深入探讨了色散效应，这是限制光信号传输距离和速率的主要因素之一。包括材料色散、波导色散以及它们如何叠加影响信号的脉冲展宽。为了克服色散，本书详细介绍了色散补偿技术，如色散位移光纤（DSF）、非零色散位移光纤（NZ-DSF）以及色散补偿光栅等。 光信号的接收与检测是光纤通信的另一个重要环节。本书详细介绍了各种光探测器的工作原理和性能特点，如PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）以及光电倍增管（PMT）等。重点分析了它们在不同波长范围内的响应速度、量子效率、噪声特性等关键参数，以及如何根据实际通信需求选择合适的光探测器。此外，本书还介绍了光信号的放大技术，这是实现长距离传输的关键，包括掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼放大器等，并对其工作原理、增益特性、噪声系数以及在系统中的应用进行了深入分析。 本书的另一大亮点在于对光波的调控技术进行了详尽的论述。这包括光开关、光调制器、光复用器和光解复用器等器件。作者详细阐述了这些器件的光学原理、驱动方式、性能指标以及在光网络中的作用。特别是在波分复用（WDM）技术部分，本书深入分析了其基本原理、不同复用方案（如粗波分复用CWDM和密集波分复用DWDM），以及实现WDM的关键技术，如波长选择开关（WSS）和光学滤波器等。这些技术是实现光纤通信系统容量成倍提升的重要手段。 除了上述核心技术，本书还拓展了光波技术在光纤通信中的多方面应用。例如，在高速数据传输网络中，光波技术如何支撑千兆、万兆甚至太比特速率的传输；在光接入网中，光波技术如何实现“光进铜退”和用户带宽的极大提升；在光传感领域，光波技术的精确测量能力如何应用于环境监测、工业控制和医疗诊断等。本书还对一些前沿的光波技术进行了展望，如超快光脉冲技术、非线性光学效应在通信中的应用、量子通信中的光子技术等，为读者提供了未来技术发展的方向。 本书在写作过程中，力求做到以下几点： 1. 理论与实践相结合： 在介绍光波技术基本原理的同时，充分结合了实际的光纤通信系统设计和应用案例，使读者能够更好地理解理论知识的实际意义。 2. 逻辑清晰，层层深入： 全书的章节安排循序渐进，从基础概念到复杂技术，再到系统应用，结构清晰，脉络分明，便于读者掌握。 3. 专业术语规范，表述准确： 严格遵循光通信领域的专业术语规范，保证了内容的科学性和准确性。 4. 图文并茂，便于理解： 适当配以相关的示意图、原理图和实验数据图，直观地展示光波的特性和器件的工作原理，降低了阅读的难度。 5. 内容详实，覆盖广泛： 尽可能地涵盖了光波技术在光纤通信领域内的主要方面，为读者提供一个相对全面的知识框架。 本书适合于高等学校电子信息工程、通信工程、光学工程等相关专业的本科生、研究生，以及在光纤通信、光电子器件、光网络等领域从事科研、开发、设计、生产和技术支持的工程技术人员阅读。通过阅读本书，读者将能够： 系统掌握光波在光纤中的传播机理和影响因素。 深入理解各种光纤通信光源、探测器和放大器的原理及性能。 熟悉光波的调制、复用、解复用等关键技术。 了解色散和损耗的产生机理及补偿方法。 认识光波技术在现代光纤通信系统中的重要作用和应用前景。 总之，《光纤通信中的光波技术》是一部集理论深度、工程实践和前沿视野于一体的力作，将为读者打开一扇通往光纤通信精彩世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书时，我最深的印象是它对于理论深度与工程实践之间平衡的拿捏。很多光电子类的书籍，要么过于偏重抽象的数学推导，让人感觉像是在攀登一座陡峭的学术高峰，要么就是过于肤浅的工程介绍，缺乏底层原理的支撑。然而，这本书似乎找到了那个完美的黄金分割点。它在介绍基本概念时，会毫不含糊地给出严谨的物理图像和数学模型，但紧接着，便会立刻回归到实际应用场景中去，比如某种特定调制技术的性能瓶颈，或者某个新型波导结构的实际制备难度。这种“知其所以然”又“知其所以如此”的叙事方式，极大地提升了学习效率。对于我这样在行业内摸爬滚打多年的人来说，这种深度是稀缺的——它不是简单的知识复述，而是对现有技术的深度批判和前瞻性思考。阅读过程中，我时常会停下来，回味某一段对光场衍射特性的精妙阐述，那种感觉，就像是突然间对一个老旧的难题有了全新的、豁然开朗的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，说实话，是非常“学者”的，但绝不是那种晦涩难懂的“学院派”腔调。它的文字精准、逻辑严密，仿佛每一个词语都是经过千锤百炼才最终落定的。在描述一些复杂的光传输现象时，作者倾向于使用最精确的术语，这对于专业读者而言是极大的福音，因为它省去了反复猜测作者意图的麻烦。但是，它的伟大之处在于，即便是面对极度抽象的矢量场方程或量子效率计算，作者总能辅以清晰的比喻或直观的示意图来辅助理解。我记得有一章专门讲光纤的非线性效应，那部分内容以往总让我头疼不已，但在这本书里，通过一系列巧妙的类比，原本纠结不清的拉曼散射和布里渊散射的差异，竟然变得如此清晰明了。这说明作者不仅精通专业知识，更深谙“如何将知识有效传授给他人”的艺术，这是一种高超的教学智慧的体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上几缕跳跃的白色光束，立刻就给人一种置身于高科技前沿的感觉。我是在一个阳光明媚的午后，无意中在书店的角落里翻到它的，当时我就被那种专业而又不失美感的排版所打动。内页的纸张质量也相当不错，文字清晰锐利，图表的线条勾勒得一丝不苟，即便是复杂的公式和结构图，看起来也井井有条，不至于让人望而生畏。初读摘要，我就意识到作者在试图构建一个宏大而系统的知识框架，而不仅仅是堆砌零散的知识点。它似乎不仅仅是教科书，更像是一部引人入胜的科技史诗，讲述着人类如何驯服光这一最快的信使，并将其用于连接世界的伟大征程。我特别欣赏作者在章节过渡时所下的功夫，那些小引言和总结，总能巧妙地承上启下，让读者在信息的洪流中保持清晰的脉络感，仿佛有位经验老到的向导，正耐心地为你指引着前方的路径。这本书的厚度本身就暗示了其内容的广博，但翻阅目录时，那种详尽的结构规划，让我对即将展开的阅读之旅充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计，无声地诉说着对读者的尊重。在信息爆炸的时代，很多技术书籍为了追求信息量而牺牲了阅读体验，字体过小、行距过挤，看上几页就让人倍感疲劳。这本书则完全不同，它采用了令人愉悦的留白策略，每一行文字都有足够的呼吸空间。页边距的设计也恰到好处，方便读者在阅读过程中随时添加批注和思考的碎片。而且，书中引用的参考文献列表极其详尽和权威，每一个重要的论点背后，都能清晰地追溯到其源头，这为深入研究者提供了极大的便利，避免了信息孤岛的产生。总而言之，阅读这本书，与其说是在被动地接收信息，不如说是在进行一场与领域内顶尖专家的深度对话，它不仅解答了我的诸多疑问，更激发了我对光波技术更深层次的探索欲望，这种阅读体验是极为难得和令人满足的。

评分☆☆☆☆☆

如果非要给这本书找一个“特点”，那一定是它那令人印象深刻的“系统性与前瞻性并重”的结构布局。它似乎并不满足于仅仅梳理现有的成熟技术，更将大量的笔墨倾注在了未来可能颠覆行业的方向上。比如，在讨论传统密集波分复用（DWDM）的极限时，它并没有停留在现有器件的优化上，而是深入探讨了空分复用（SDM）和新型光子集成芯片（PICs）在解决带宽瓶颈上的潜力。这种对“未来已来”的敏锐嗅觉，使得这本书的价值远远超越了短期内的参考手册。它更像是一份为下一代光通信工程师准备的“路线图”——告诉你这条路通往何方，以及现在应该在哪个路口做技术储备。每一次翻阅，都像是在进行一次高强度的思维体操，强迫我去跳出现有的技术框架，去思考“如果”和“如何可能”的问题，这对于保持技术人员的创新活力至关重要。