光通信原理與係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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黎洪鬆 著

圖書標籤:

• 光通信
• 光縴通信
• 通信原理
• 光電子技術
• 信息技術
• 通信工程
• 信號處理
• 光器件
• 係統設計
• 網絡工程

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040245592

版次：1

商品編碼：11806119

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2008-09-01

用紙：膠版紙

頁數：251

正文語種：中文

內容簡介

　　《光通信原理與係統》是普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。全書係統講述瞭光通信的基本原理和關鍵技術，包括光縴通信和無綫光通信兩部分。第1章概述光通信的係統組成、關鍵技術和光通信的發展；第2章講述與光通信有關的基礎理論；第3章~第6章講述光縴通信所涉及的光縴、光通信器件、光縴通信係統和光通信網絡；第7章講述無綫光通信，包括大氣激光通信、衛星激光通信和水下激光通信。
　　《光通信原理與係統》可作為通信工程、電子信息以及相近專業本科生的教材，也可作為通信類研究生或工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章　光通信概述
1．1　光波的電磁頻譜
1．2　光通信發展
1．3　光通信係統組成
1．4　光通信係統的基本問題與主要性能指標
1．4．1　衰減
1．4．2　色散
1．4．3　最大比特率
1．4．4　帶寬
1．4．5　傳輸距離
1．4．6　通信容量
習題

第2章　光通信的理論基礎
2．1　光的波粒二象性
2．2　電磁場理論基礎
2．2．1　電磁場基本方程
2．2．2　電磁場邊界條件
2．2．3　波動方程和亥姆霍茲方程
2．2．4　均勻平麵電磁波
2．2．5　平麵電磁波的偏振狀態
2．2．6　F麵波的反射和摺射

2．3　光學理論基礎
2．3．1　幾何光學的基本定律
2．3．2　光源與光譜
2．3．3　光的乾涉與衍射
2．3．4　光與介質的相互作用
2．3．5　非綫性光學效應
2．3．6　光在介質中傳播
習題

第3章　光縴
3．1　光縴概述
3．1．1　光縴結構
3．1．2　光縴材料
3．1．3　光縴製造
3．1．4　光縴分類
3．1．5　光纜

3．2　光縴傳輸理論
3．2．1　階躍型光縴的光綫理論分析
3．2．2　階躍型光縴的標量近似分析
3．2．3　漸變型光縴的光綫理論分析

3．3　光縴的傳輸特性
3．3．1　光縴損耗
3．3．2　光縴色散
3．3．3　光縴可用頻譜

3．4　常用單模光縴
3．4．1　常規單模光縴
3．4．2　色散位移光縴（DSF）
3．4．3　非零色散光縴（NZDF）
3．4．4　色散平坦光縴（DFF）
3．4．5　色散補償光縴（DCF）

3．5　光縴的非綫性效應
3．5．1　自相位調製與交叉相位調製
3．5．2　四波混頻
3．5．3　受激布裏淵散射
3．5．4　受激拉曼散射
習題

第4章　光通信器件
4．1　半導體激光器
4．1．1　半導體激光器原理
4．1．2　激光器的基本組成
4．1．3　半導體激光器的機理
4．1．4　製作激光器的材料
4．1．5　F-P腔激光器
4．1．6　量子阱半導體激光器
4．1．7　分布反饋激光器
4．1．8　半導體激光器的工作特性
4．1．9　光縴通信使用的激光器
4．1．1　0固體藍光激光器

4．2　半導體發光二極管（LED）
4．2．1　LED工作原理
4．2．2　LED工作特性

4．3　光放大器
4．3．1　概述
4．3．2　光放大器分類
4．3．3　摻鉺光縴放大器（EDFA）
4．3．4　拉曼光縴放大器（SRA）
4．3．5　半導體光放大器
4．3．6　其他光放大器

4．4　光檢測器
4．4．1　生導體的光電效應
4．4．2　PN光電二極管
4．4．3　雪崩光電二極管
4．4．4　光檢測器性能參數
4．4．5　光檢測器噪聲

4．5　其他光通信器件
4．5．1　連接器
4．5．2　光縴耦閤器
4．5．3　光濾波器
4．5．4　光衰減器
4．5．5　光開關
4．5．6　光隔離器與光環形器
4．5．7　波分復用器／解復用器
4．5．8　調製器
習題

第5章　光縴通信係統
5．1　數字光縴通信係統
5．1．1　數字光縴通信係統的基本組成
5．1．2　數字光發送機
5．1．3　數字光接收機
5．1．4　強度調製一直接檢波光縴數字通信係統
5．1．5　SDHy匕縴通信係統
5．1．6　數字光縴通信係統設計
5．1．7　數字光縴通信係統的可靠性

5．2　模擬光縴通信係統
5．2．1　模擬光縴通信係統組成
5．2．2　模擬信號的強度調製
5．2．3　模擬基帶直接光強調製光縴傳輸係統
5．2．4　多信道模擬光縴傳輸係統

5．3　波分復用（WDM）光縴傳輸係統
5．3．1　WDM概述
5．3．2　WDM係統的基本形式
5．3．3　WDM係統組成
5．3．4　WDM係統規範

5．4　光孤子通信係統
5．4．1　光孤子通信原理
5．4．2　光孤子通信係統組成
5．4．3　光孤子通信的關鍵技術

5．5　相乾光通信係統
5．5．1　相乾光通信原理
5．5．2　相乾光通信係統組成
5．5．3　相乾光通信的優點
5．5．4　相乾光通信的關鍵技術
習題

第6章　光網絡
6．1　光網絡概述
6．1．1　通信網絡的發展
6．1．2　通信網絡分層模型
6．1．3　光傳送網與全光網絡
6．1．4　光傳送網的分層結構

6．2　SDH傳送網
6．2．1　SDH傳送網分層模型
6．2．2　SDH傳送網物理拓撲結構
6．2．3　SDH傳送網的保護技術
6．2．4　SDH組網
6．2．5　SDH網絡管理

6．3　WDM光傳送網
6．3．1　WDM與光傳送網
6．3．2　WDM傳送網的優點
6．3．3　光分插復用器（OADM）
6．3．4　光交叉連接（OXC）
6．3．5　光交換技術
6．3．6　波長轉換技術
6．3．7　WDM網絡管理

6．4　光接入網
6．4．1　光接入網的基本概念
6．4．2　光接入網的分類
6．4．3　光接入網的拓撲結構
6．4．4　光縴以太網
6．4．5　無源光網絡（PON）
6．4．6　混閤光縴同軸網（HFC）

6．5　光因特網（PoverWDM）
6．5．1　什麼是光因特網
6．5．2　Poverx
習題

第7章　無綫激光通信
7．1　大氣激光通信
7．1．1　大氣激光通信概述
7．1．2　激光在大氣信道中的傳播特性
7．1．3　大氣激光通信的關鍵技術
7．1．4　大氣激光通信係統

7．2　水下激光通信
7．2．1　水下激光逋信的應用
7．2．2　海水信道
7．2．3　海水信道的損耗特性
7．2．4　固體藍光激光器
7．2．5　對潛藍綠激光通信係統

7．3　衛星激光通信
7．3．1　衛星通信概述
7．3．2　衛星激光通信係統簡介
7．3．3　自由空間的光傳播
7．3．4　星間激光通信中的光學天綫
7．3．5　星間激光通信中的PAT係統
7．3．6　星間激光通信係統
習題
參考文獻

《光電轉換：從量子躍遷到信息洪流》 內容梗概 《光電轉換：從量子躍遷到信息洪流》是一部深度探索光與電相互作用的科學著作，它將讀者從微觀的量子世界引嚮宏觀的信息時代，揭示瞭光電轉換技術如何成為現代社會不可或缺的基石。本書並非一本教科書，而是以嚴謹而不失趣味的筆觸，梳理瞭光電轉換領域的發展脈絡、核心原理、關鍵技術以及未來的發展趨勢。它旨在為對物理學、電子工程、材料科學乃至信息技術感興趣的讀者提供一個全麵且深刻的認識框架。 第一篇：微觀世界的對話——光子的誕生與物質的響應 本篇將讀者帶入量子力學的奇妙殿堂，細緻闡述瞭光子作為基本粒子，其産生和湮滅的微觀機製。我們將從經典電磁波理論的局限性齣發，引入普朗剋的能量子假設，進而深入到愛因斯坦的光電效應解釋，理解光量子的概念。 第一章：光子的奇旅——從黑體輻射到光電效應 迴顧經典物理學在解釋黑體輻射時的睏境，引入量子假說。 深入剖析光電效應的實驗現象，包括光電導、光電發射閾值頻率、光電流與光強關係等，並闡釋愛因斯坦光子說的革命性意義。 探討瞭不同材料對光子的吸收和激發特性，為後續光電器件的工作原理奠定基礎。 第二章：半導體材料的量子之舞——能帶理論與載流子産生 介紹晶體結構和周期勢場下的電子行為，引齣能帶理論。 詳細講解價帶、導帶、禁帶寬度等概念，以及本徵半導體和摻雜半導體的導電機製。 闡述光激發載流子（電子-空穴對）産生的過程，包括吸收光子能量、躍遷至導帶，以及其後的復閤過程。 探討瞭不同半導體材料（如矽、砷化鎵、氮化鎵等）的能帶結構特性及其對光電轉換效率的影響。 第三章：光與物質的交互——吸收、發射與散射 深入分析光子與物質相互作用的微觀過程，包括彈性散射、非彈性散射（如拉曼散射）。 詳細介紹半導體材料中光子吸收的譜學特性，以及不同波長光子與材料禁帶寬度的匹配關係。 探討光子發射的機理，包括自發輻射和受激輻射，為激光器和LED的發光原理鋪墊。 第二篇：宏觀世界的橋梁——光電器件的設計與工作原理 本篇將視角從微觀量子世界轉移到宏觀的器件層麵，詳細剖析各種常見光電器件的工作原理、結構設計及其關鍵性能指標。我們將看到，在微觀規律的指導下，科學傢和工程師如何巧妙地利用光電轉換效應，創造齣改變世界的電子産品。 第四章：捕捉光明的使者——光電探測器 介紹各種類型光電探測器的工作原理，如光電二極管、光電導管、光電倍增管、CCD和CMOS圖像傳感器等。 深入分析光電二極管的PN結結構、內光電效應、暗電流、響應時間、量子效率等關鍵參數。 探討光電導管和光電倍增管的信號放大機製。 詳細解析CCD和CMOS圖像傳感器的電荷耦閤和電壓讀齣原理，以及它們在成像技術中的應用。 第五章：點亮世界的精靈——發光器件 重點介紹發光二極管（LED）的發光機理，包括PN結的正嚮偏置、少數載流子注入、復閤發光和內量子效率。 探討不同LED材料（如AlGaInP、InGaN等）的發光顔色和效率。 介紹激光二極管（LD）的工作原理，強調受激輻射、光泵浦、閾值電流、諧振腔等概念，並說明其高方嚮性、高單色性和高相乾性。 簡要提及電緻發光器件的其他類型，如OLED，並介紹其工作特性。 第六章：光電能量的轉換——太陽能電池 講解太陽能電池的PN結結構和光伏效應，即光照在PN結上産生電動勢的原理。 分析太陽能電池的光電轉換效率，涉及光吸收、載流子産生與分離、載流子收集等過程。 介紹不同類型的太陽能電池，如晶體矽太陽能電池、薄膜太陽能電池（非晶矽、CdTe、CIGS等）、染料敏化太陽能電池以及新興的鈣鈦礦太陽能電池。 討論影響太陽能電池性能的因素，如材料、結構、光譜匹配、溫度等。 第七章：調製與解調——光信號的編碼與解碼 介紹光信號調製的基本原理，如何將電信號信息加載到光信號上。 探討常見的調製技術，如強度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等在光信號處理中的應用。 講解光信號解調的原理，即如何從載有信息的光信號中提取齣原始電信號，重點介紹光電探測器在解調中的作用。 簡要提及光電開關、光電耦閤器等用於信號隔離和傳輸的器件。 第三篇：信息洪流的驅動力——光電技術在現代社會的印記 本篇將視角拓展至光電技術在現代社會中的廣泛應用，展示其如何深刻地改變瞭通信、計算、醫療、能源和日常生活。本書在此部分強調的是技術如何從實驗室走嚮現實，成為推動社會進步的重要力量。 第八章：信息的脈搏——光電通信的革命 重點闡述光縴通信作為信息時代“大動脈”的核心原理，雖然不直接深入講解光通信係統本身，但會強調光電轉換在其中的關鍵作用。 介紹光電轉換器（光接收模塊）如何將光信號轉換為電信號，使其能夠被電子設備處理。 提及光電調製器在將電信號轉化為光信號傳輸過程中的不可或缺性。 簡要介紹光電信號的數字編碼和傳輸，以及其在網絡通信中的意義。 第九章：視覺的延伸——成像與顯示技術 迴顧CCD和CMOS圖像傳感器在數碼相機、手機攝像頭、安防監控等領域的應用，強調其光電轉換能力。 介紹液晶顯示（LCD）、有機發光二極管顯示（OLED）等主流顯示技術中的光電轉換原理，例如薄膜晶體管（TFT）控製像素的發光或遮光。 探討3D顯示、虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術中涉及的光電元器件。 第十章：智慧的碰撞——光電傳感與計算 詳細介紹各種光電傳感器在環境監測（如光照傳感器、氣體傳感器）、工業自動化（如接近傳感器、二維碼掃描儀）、生物醫學（如血氧儀、血糖儀）等領域的應用。 探討光電在人機交互中的應用，如觸摸屏技術、手勢識彆傳感器。 簡要介紹光學計算和光互連的概念，以及其在未來高性能計算中的潛力。 第十一章：能源的未來——光電能量的利用 重點迴顧太陽能電池在可再生能源領域的作用，包括其在電網接入、分布式發電、便攜式設備供電等方麵的應用。 討論光電轉換效率的提升和成本的降低如何推動太陽能的普及。 簡要提及光電技術在其他能源領域的潛在應用，如熱電聯産中的光熱轉換。 第四篇：未來的展望——探索光電轉換的新疆界 本篇將目光投嚮光電轉換技術的未來發展方嚮，探討前沿研究和新興技術，展望其在解決人類麵臨的重大挑戰中的潛力。 第十二章：微納光學的奇跡——新材料與新結構 介紹超材料、量子點、二維材料（如石墨烯、過渡金屬二硫化物）等在光電轉換領域的新應用。 探討納米結構對光吸收、散射和發射特性的調控。 展望新型光電器件，如柔性光電器件、透明光電器件、可穿戴光電器件的開發。 第十三章：超越極限——高性能與智能化 探討如何進一步提升光電器件的效率、響應速度、靈敏度和穩定性。 介紹人工智能與光電技術的融閤，例如基於機器學習的器件設計和性能優化，以及智能光電傳感器。 展望全光通信、光計算等下一代信息技術的發展。 第十四章：挑戰與機遇——可持續發展與交叉領域 討論光電技術在環境保護、醫療健康、精準農業等領域的更深層次應用。 分析材料的環保性、能源效率和生命周期對光電技術可持續發展的影響。 展望光電技術與其他學科（如生物學、化學、材料科學）的交叉融閤，催生新的科學突破和技術創新。 《光電轉換：從量子躍遷到信息洪流》並非包羅萬象的技術手冊，而是以一種敘事性的方式，引導讀者理解光與電的深刻聯係，感受光電技術在現代社會中的重要性，並激發對未來科技發展的好奇與思考。本書將是一次引人入勝的科學旅程，讓你看到無處不在的光電力量如何塑造我們的世界。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最深刻的印象是它對光通信技術發展曆程的梳理和對未來趨勢的洞察。我瞭解到光通信技術並非一蹴而就，而是經曆瞭漫長的發展過程，從最初的脈衝通信到現在的復雜調製和多路復用技術，每一步都凝聚著科學傢的智慧。書中對各種光通信標準的介紹，以及對不同技術方案的優劣勢分析，讓我能夠更客觀地認識到光通信領域的競爭與閤作。我尤其關注到關於光網絡安全和可維護性的章節，這讓我意識到，一個穩定高效的光通信係統，除瞭技術本身，還需要考慮實際運行中的各種復雜情況。這本書的寫作風格非常細膩，對於一些容易混淆的概念，作者總是能夠用通俗易懂的語言進行解釋，並提供恰當的例子。對於我這樣希望深入理解光通信技術背後邏輯的讀者來說，這無疑是一本極具價值的參考書。

評分☆☆☆☆☆

對於我來說，《光通信原理與係統》是一本非常有啓發性的教材。我之前對光通信的理解相對零散，看完這本書後，我感覺我的知識體係得到瞭極大的完善。書中的內容涉及瞭從基礎的光學物理知識，到具體的通信器件（如激光器、光電探測器、調製器等）的工作原理，再到整個係統的性能分析和設計。我尤其欣賞作者在講解各個組件時，都能夠將其置於整個光通信係統的語境下進行分析，讓我明白每一個小單元在整體運作中所扮演的角色。書中對於通信係統性能指標（如誤碼率、信噪比、傳輸距離等）的深入分析，也讓我對如何評估和優化光通信係統有瞭更清晰的認識。它不僅僅是理論的講解，更是一種思維方式的引導，讓我學會從係統整體的角度去思考問題，這對於我今後的專業學習和研究具有重要的指導意義。

評分☆☆☆☆☆

讀完《光通信原理與係統》，我最大的感受是它對光通信係統整體架構的把握非常到位。它並沒有僅僅停留在某個孤立的技術點上，而是從信號的産生、傳輸、接收，到整個網絡的構建和優化，都給齣瞭一個全麵的視角。書裏對光放大器、波分復用（WDM）等關鍵技術進行瞭深入的探討，這些技術正是支撐現代高速光通信網絡的基石。尤其是關於WDM的部分，作者詳細解釋瞭如何利用不同的光波長同時傳輸多個信號，這簡直是信息傳輸的“超能力”！而且，書中還討論瞭光通信係統中的一些挑戰，比如信號衰減、色散、非綫性效應等，並給齣瞭相應的解決方案。這讓我意識到，光通信的實現並非易事，背後有著無數工程師的智慧和汗水。對於我這樣對係統集成和網絡設計感興趣的讀者來說，這本書提供的係統性知識，讓我能夠更宏觀地理解整個光通信的運作機製，為我日後的學習和工作提供瞭重要的理論指導。

評分☆☆☆☆☆

這本《光通信原理與係統》真是讓我大開眼界！我一直對信息傳輸的世界充滿好奇，尤其是在當今社會，數據量爆炸式增長，對傳輸速度和容量的要求也越來越高。這本書從最基礎的光學原理講起，循序漸進地解釋瞭光是如何被調製、傳輸和接收的。書中的插圖和圖錶清晰明瞭，即使是復雜的概念，通過直觀的展示也變得易於理解。我特彆喜歡它對各種光縴類型和連接技術的詳細介紹，從單模光縴到多模光縴，從連接器到耦閤器，都進行瞭深入的剖析。對於初學者來說，這無疑是一本非常寶貴的入門讀物，能夠幫助我們構建起紮實的光通信基礎知識體係。它不僅僅是理論的堆砌，更是在講解原理的同時，巧妙地融入瞭實際的應用場景，比如在電信網絡、互聯網骨乾網以及未來的5G通信中，光通信扮演著怎樣的核心角色。我甚至覺得，如果想在光通信領域有所發展，這本書簡直是必不可少的“聖經”，它為你打開瞭通往這個精彩世界的門。

評分☆☆☆☆☆

我一直對通信技術的前沿動態頗為關注，而《光通信原理與係統》正好滿足瞭我對未來通信技術的好奇心。書中不僅覆蓋瞭經典的光通信理論，更觸及瞭許多新興的技術和發展趨勢。我對於書中關於相乾光通信和下一代網絡架構的論述尤為感興趣。相乾光通信通過對光的相位、頻率和偏振進行調製，極大地提升瞭信息傳輸的容量和效率，這在長距離和高帶寬傳輸中至關重要。同時，作者還展望瞭光通信在數據中心互連、光互聯網等領域的應用前景，這讓我看到瞭光通信無限的可能性。這本書的寫作風格非常務實，既有嚴謹的理論推導，又不乏對實際工程問題的探討，讓我受益匪淺。它讓我意識到，光通信不僅僅是傳輸數據，更是連接世界、驅動創新的強大引擎，對社會發展有著不可估量的影響。