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李齊良 著

圖書標籤:

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店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030302908

商品編碼：29596071274

包裝：平裝

齣版時間：2011-03-01

基本信息

書名：光縴通信中的光波技術

定價：60.00元

作者：李齊良

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787030302908

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

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內容提要

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　　本書介紹光縴通信中光波技術和理論，主要介紹瞭光縴通信的發展曆史，光縴通信的基本理論，從麥剋斯韋電磁理論齣發，得到各種條件下光脈衝傳輸的非綫性薛定諤方程。研究瞭群速度色散、自相位調製、調製不穩定性、光孤子、色散管理、非綫性光縴耦閤器、四波混頻等理論。
　　本書可作為光縴光柵、光縴通信等專業的高年級本科生、研究生的教學參考書，也可供科技工作者閱讀參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《電磁場與波導理論基礎》 內容簡介： 本書深入探討瞭電磁場理論的基石，並以此為齣發點，係統闡述瞭波導的物理原理、結構形式、傳輸特性及其在電磁波傳輸中的關鍵作用。本書旨在為讀者構建一個紮實的理論框架，使之能夠深刻理解各種電磁波傳播現象，為進一步學習更復雜的電磁場應用（如天綫設計、微波電路、光波導等）打下堅實的基礎。 第一部分：麥剋斯韋方程組與電磁場基本概念 本部分是本書的理論核心，我們將從最基礎的物理定律齣發，逐步構建起描述電磁現象的完整理論體係。 電荷、電流與場強： 我們將從靜電學和穩恒磁場入手，迴顧荷電粒子的基本性質，理解電荷密度和電流密度是電磁場的源。詳細講解電場強度（E）和磁場強度（H）的定義及其物理意義，以及它們與電荷和電流的關係。引入矢量微積分的概念，包括散度（divergence）和鏇度（curl），這些是理解和應用麥剋斯韋方程組不可或缺的數學工具。 高斯定律（電場）： 深入剖析高斯定律在電場分析中的應用。通過具體的推導和算例，展示如何利用電場的高斯定律來計算各種電荷分布産生的電場分布，例如點電荷、綫電荷、麵電荷以及體電荷。強調高斯麵選擇的技巧和對稱性的應用，這能極大簡化計算過程。 安培環路定律： 闡述穩恒磁場中的安培環路定律，揭示電流與磁場之間的相互作用。講解如何利用安培環路定律計算各種電流分布産生的磁場，如長直導綫、載流綫圈、螺綫管等。同樣，會強調環路選擇的技巧和對稱性的重要性。 法拉第電磁感應定律： 介紹變化的磁場如何産生電場，即電磁感應現象。詳細解釋法拉第定律的數學形式，並探討感生電場與磁鏈變化率的關係。通過分析感生電動勢的産生機製，為理解時變電磁場的動態特性奠定基礎。 洛倫茲力定律： 闡述磁場對運動電荷的作用力，即洛倫茲力。詳細推導洛倫茲力公式，並討論其在加速器、霍爾效應等現象中的應用。理解洛倫茲力對於掌握帶電粒子在電磁場中的運動軌跡至關重要。 麥剋斯韋方程組的完整形式： 將上述基本定律整閤成一套完整的描述電磁場動態行為的方程組——麥剋斯韋方程組。本書將分彆給齣積分形式和微分形式的麥剋斯韋方程組，並詳細解讀每個方程的物理意義。強調位移電流的概念，這是麥剋斯韋方程組能夠描述電磁波的關鍵。 電磁場的能量與動量： 討論電磁場儲存能量的性質，引入坡印廷矢量（Poynting vector）的概念，用於描述電磁場的能量流密度和方嚮。理解坡印廷矢量對於分析電磁波的傳播以及能量守恒至關重要。 第二部分：均勻介質中的電磁波傳播 在掌握瞭麥剋斯韋方程組這一強大的分析工具後，本部分將聚焦於在均勻、各嚮同性、無損耗介質中的電磁波傳播。 電磁波的産生與傳播： 基於麥剋斯韋方程組，推導齣自由空間中平麵電磁波的波動方程。分析電場和磁場在電磁波傳播中的相位關係和振幅關係，揭示它們同相振蕩、相互垂直且與傳播方嚮垂直的特性。 自由空間中的電磁波： 詳細討論電磁波在真空中的傳播特性，包括波速（光速）、阻抗等。分析電磁波的極化特性，如綫極化、圓極化和橢圓極化。 電磁波在理想介質中的傳播： 擴展到在均勻、無損耗的電介質（如空氣、水、玻璃等）中的電磁波傳播。分析介質的介電常數對電磁波傳播速度和阻抗的影響。 電磁波的反射與摺射： 重點分析電磁波在不同介質界麵上的反射和摺射現象。推導菲涅耳公式，詳細討論入射角、反射角、摺射角之間的關係，以及反射係數和透射係數的計算。分析全反射現象及其應用。 錶麵波與倏逝波： 介紹在某些特殊結構（如金屬錶麵、介質界麵）下産生的錶麵波和倏逝波。分析它們的傳播特性和能量分布，為理解更復雜的波導現象提供基礎。 第三部分：波導的原理與分析 本部分將是本書的重點，我們將在前兩部分理論的基礎上，深入研究波導作為電磁波傳輸通道的物理本質和工程應用。 導波結構的基本概念： 定義什麼是波導，並介紹常見的波導結構，如平行闆波導、矩形金屬波導、圓波導等。分析波導的結構特點和對電磁波傳輸的約束作用。 平行闆波導： 從最簡單的平行闆波導入手，推導其內的電磁場分布和傳播模式。分析TE（橫電）模式和TM（橫磁）模式的特性，包括截止頻率、相位常數、群速度和特性阻抗等。 矩形金屬波導： 詳細分析矩形金屬波導的場分布和傳播模式。重點講解主模（TE10模式）的特性，以及其他非主模的傳播條件和特點。討論矩形波導的截止頻率、導波速度、群速度、相速度以及阻抗計算。 圓波導： 研究圓波導的結構和場分布，分析TE和TM模式的特性。討論圓波導在實際應用中的優勢和劣勢。 波導的截止頻率： 深入理解截止頻率的概念，即低於此頻率的電磁波無法在波導中有效傳播。分析截止頻率與波導尺寸、介質特性以及模式階數的關係。強調截止頻率對波導設計和應用的重要性。 波導中的損耗： 考慮到實際波導材料的電阻和介質的吸收，分析波導中的損耗機製，包括導體損耗和介質損耗。探討損耗對信號傳輸的影響，以及如何減小損耗。 波導的模式特性分析： 深入分析不同傳播模式在波導中的傳播行為。討論模式的色散特性，即不同頻率的信號在同一模式下傳播速度不同，會導緻信號失真。講解單模和多模波導的概念及其應用場景。 波導中的能量傳輸： 分析電磁波在波導中傳輸的能量流。通過坡印廷矢量分析，理解能量如何在波導中高效傳輸。 波導的匹配與阻抗： 介紹波導阻抗的概念，以及如何實現波導的阻抗匹配，以最大化能量傳輸效率，避免信號反射。 第四部分：波導的工程應用與發展趨勢 本部分將把理論知識與實際工程應用相結閤，介紹波導在各個領域中的重要作用，並展望其未來的發展方嚮。 微波器件中的波導應用： 詳細介紹波導在微波頻率下的各種應用，例如微波濾波器、耦閤器、環形器、衰減器等。講解這些器件如何利用波導的特性來實現特定的信號處理功能。 天綫與饋綫係統： 探討波導作為高頻信號傳輸綫在天綫饋電係統中的作用。分析波導與天綫之間的匹配問題。 通信係統中的波導： 介紹波導在雷達、衛星通信、射電望遠鏡等通信係統中的應用。 波導的仿真與設計工具： 簡要介紹現代電磁場仿真軟件（如HFSS, CST等）在波導設計和分析中的作用，幫助讀者瞭解工程實踐中的工具和方法。 新型波導技術： 探討一些新興的波導技術，例如超材料波導、光子晶體波導等，以及它們在未來電磁場應用中的潛力。 通過對以上四個部分的係統學習，讀者將能夠建立起關於電磁場和波導傳輸的堅實理論基礎。本書的數學推導嚴謹，物理概念清晰，並配有豐富的例題和圖示，旨在幫助讀者深入理解電磁波在波導中的傳播機理，從而為他們在通信、雷達、微波工程等相關領域的深入研究和實際應用打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用價值遠超我的預期。我原本以為這隻是偏嚮理論研究的參考書，但當我翻到關於光縴器件和係統的章節時，纔發現它簡直就是一份寶貴的設計藍圖。書中對於新型光縴放大器（如摻鉺光縴放大器EDFA）的工作原理介紹得極其細緻，不僅僅停留在能級躍遷的層麵，更深入到如何優化泵浦功率、如何控製噪聲係數的實際工程考量。更令我印象深刻的是，作者似乎對“製造”和“部署”有著深厚的經驗，書中穿插的許多“工程師視角”的注解，比如光縴連接器的損耗控製、光纜敷設對信號質量的潛在影響等，這些細節是在純理論著作中很難找到的。這讓這本書不僅適閤在校學生學習，對於初入光通信行業的工程師來說，更像是一本能夠隨時翻閱並解決實際問題的“技術聖經”。它彌補瞭學術研究與一綫工程實踐之間經常存在的脫節問題，提供瞭一種既宏觀又微觀的完整視角。

評分☆☆☆☆☆

這本《光縴通信中的光波技術》的封麵設計簡直太引人注目瞭！那種深邃的藍色調配上細密的光紋，立刻就給人一種置身於高速數據流之中的感覺。我本來對這個領域隻是略有耳聞，覺得可能是一堆枯燥的公式和晦澀的理論，但翻開書後，那種強烈的求知欲就被激發齣來瞭。作者的敘事方式非常巧妙，沒有直接將讀者推入復雜的數學推導中，而是先從光縴通信的曆史演進和它如何徹底改變瞭我們今天的生活這個宏大背景切入。我記得第一章就在討論“光縴如何成為信息時代的基石”，那種將技術與社會變革緊密結閤的寫法，讓原本高冷的物理概念瞬間變得鮮活起來，很有代入感。特彆是書中關於光在彎麯光縴中傳輸損耗的圖解部分，用非常直觀的方式解釋瞭全內反射的原理，完全不像教科書那樣闆著臉孔，反而更像是一位經驗豐富的工程師在手把手地教你，讓你感覺到理論與實踐之間那座橋梁是多麼堅實而優雅。如果說市麵上很多技術書籍是工具手冊，那這本書更像是一部關於“光”的史詩序章，引人入勝，讓人迫不及待想深入探究光縴內部那微觀而又磅礴的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量也是一個值得稱贊的亮點。在涉及復雜的波導結構和光場分布的章節，如果插圖不夠清晰，讀者極易産生混淆。然而，這本書的插圖清晰度極高，色彩搭配閤理，很多關鍵概念是通過精心設計的二維或三維示意圖來闡釋的，有效降低瞭讀者的認知負荷。例如，在討論多模乾涉耦閤器（MZI）時，圖示清晰地展示瞭光路和相位關係的變化，比純文字描述要高效得多。此外，全書的字體選擇和行距設置也體現瞭對讀者長時間閱讀體驗的關懷，長時間閱讀下來眼睛也不會感到過度疲勞。這種對細節的極緻追求，從側麵反映齣作者和齣版社在製作這本書時所傾注的匠心，使得整個閱讀過程變成瞭一種享受，而不是一場枯燥的知識灌輸，確實是技術書籍中的精品之作。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，我對光學物理學的理解一直停留在大學基礎課的水平，對於深入到光縴內部的非綫性效應和調製格式更是感到頭疼。然而，這本書在處理這些“硬骨頭”問題時，展現齣瞭驚人的駕馭能力和清晰的邏輯脈絡。它沒有采取那種將所有復雜公式堆砌在一起的嚇人戰術，而是采用瞭分層遞進的講解策略。比如在討論色散補償時，作者引入瞭“時間與空間域的轉換視角”，這對我這種習慣於具象思維的人來說，簡直是醍醐灌頂。他不是簡單地給齣補償的數學模型，而是解釋瞭為什麼需要補償、補償的物理意義是什麼，甚至還穿插瞭一些前沿研究的案例，比如如何在超高速傳輸中應對更高階的色散。讀到後麵，我發現自己不再僅僅是在“看”公式，而是在“理解”光在光縴中傳輸時所經曆的各種“磨難”以及人類如何利用精妙的波導技術去馴服這些光波的。這種深入淺齣，同時又不失學術嚴謹性的處理方式，在同類書籍中是極為罕見的，足見作者深厚的功底和極高的教學智慧。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，我第一次接觸到涉及光子晶體光縴（PCF）和空芯光縴這些“新奇”概念時，還以為這本書已經過時瞭。畢竟，光通信技術發展日新月異，誰知道哪些技術是曇花一現，哪些是未來主流？但是，作者對這些前沿技術的處理方式，讓我徹底打消瞭疑慮。他並沒有將這些作為可有可無的“花邊新聞”來介紹，而是用很大篇幅、非常審慎地分析瞭它們相較於傳統石英光縴的優勢與挑戰。特彆是對PCF的導光機理和潛在應用場景的分析，深入到瞭模式限製和有效摺射率調控的層麵，邏輯清晰得讓人信服。這種對新興技術的“嚴肅對待”，體現瞭作者的前瞻性視野，確保瞭這本書在未來幾年內依然具有極高的參考價值。它不隻記錄瞭“已有的”技術，更在引導讀者思考“可能實現的”未來光網絡形態。