光縴光學原理及應用(第二版)/高等學校電子信息類專業係列教材

光縴光學原理及應用(第二版)/高等學校電子信息類專業係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

張偉剛 著
圖書標籤:
  • 光縴光學
  • 光通信
  • 光學原理
  • 電子信息
  • 教材
  • 高等教育
  • 通信工程
  • 光縴技術
  • 物理學
  • 應用光學
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齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302478010
版次:2
商品編碼:12214373
包裝:平裝
叢書名: 高等學校電子信息類專業係列教材
開本:16開
齣版時間:2017-10-01
用紙:膠版紙
頁數:316
字數:503000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

書以經典電磁場理論和近代光學為基礎,係統論述瞭光縴光學的基本原理、傳輸特性、設計方法、實現技術以及主要應用。具體內容包括:光縴光學的基本概念、重要參數、光學及物化特性;光波在均勻光縴和漸變光縴中傳輸的光綫理論和波動理論;單模光縴的性質及分析方法;典型的光縴無源和有源器件分析與設計;光縴技術在通信和傳感領域的應用;典型的特種光縴(包括微結構光縴)及其應用;光縴光柵基礎知識、基本理論以及典型應用;光縴特徵參數測量方法及應用;光縴非綫性效應理論及其典型應用等。

內容簡介

本書以經典電磁場理論和近代光學為基礎,係統論述瞭光縴光學的基本原理、傳輸特性、設計方法、實現技術及主要應用。全書共12章,具體內容包括: 光縴光學的基本概念、重要參數、光學及物化特性,光波在均勻光縴和漸變光縴中傳輸的光綫理論和波動理論,單模光縴、微結構光縴的分類、特性、分析方法及典型設計,典型的光縴無源和有源器件分析、設計及器件發展分析,光縴光柵基本概念、關鍵因素、基本理論以及典型應用,光縴器件的設計方法和強度型、乾涉型及微結構器件的研製,代錶性特種光縴及其應用,光縴技術及其發展在通信和傳感領域的典型應用,光縴拉製、處理及器件研製新技術,光縴特徵參數測量方法及應用; 光縴非綫性效應理論及其典型應用等。
本書體係內容具有創新性,理論與應用並重,引入科研方法,吸納*新成果(包括作者本人及閤作者的科研成果),各章附小結、思考與習題。本書可作為高等學校光電子、激光、光學儀器、物理學、信息與通信技術等專業的研究生和本科生教材,也可作為從事光縴通信和光縴傳感技術的工程技術人員和其他相關專業人員的參考書。

目錄

第1章光縴光學基礎
1.1引言
1.2光縴基本結構及分類
1.2.1光縴基本結構
1.2.2光縴典型分類
1.2.3光縴拉製簡介
1.3光縴的重要參量
1.3.1光縴的數值孔徑
1.3.2光縴的相對摺射率差
1.3.3光縴的歸一化頻率
1.4光縴的光學與物化特性
1.4.1光縴的特徵參數
1.4.2光縴的光學特性
1.4.3光縴的物化特性
小結
思考與習題
第2章光縴光學的基本理論
2.1引言
2.2光縴的光綫理論
2.2.1程函方程
2.2.2光綫方程
2.2.3光綫方程的應用
2.3光縴的波動理論
2.3.1麥剋斯韋方程組
2.3.2波動方程
2.3.3亥姆霍茲方程
2.3.4波導場方程
2.3.5波導場的場解
小結
思考與習題
第3章光縴的光綫理論分析
3.1引言
3.2均勻光縴的光綫理論分析
3.2.1均勻光縴中的光綫種類
3.2.2子午光綫的傳輸分析
3.2.3偏斜光綫的傳輸分析
3.2.4彎麯光縴的光綫傳輸分析
3.2.5斜端麵光縴的光綫傳輸分析
3.2.6圓錐形光縴的光綫傳輸分析
3.3漸變光縴的光綫理論分析
3.3.1漸變光縴中的光綫種類
3.3.2漸變光縴的光綫方程
3.3.3漸變光縴的子午光綫分析
3.3.4漸變光縴的螺鏇光綫分析
小結
思考與習題
第4章光縴的波動理論分析
4.1引言
4.2均勻光縴的波動理論分析
4.2.1徑嚮場方程
4.2.2本徵解選取
4.2.3模式及分類
4.2.4模式本徵值
4.2.5色散麯綫與單模條件
4.2.6弱導光縴與綫偏振模
4.2.7均勻光縴電磁場分布
4.3漸變光縴的波動理論分析
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級數近似法
小結
思考與習題
第5章單模光縴的性質及分析
5.1引言
5.2均勻單模光縴分析
5.2.1模場精確分析
5.2.2模場近似分析
5.2.3功率分布分析
5.3漸變單模光縴分析
5.3.1等效階躍型光縴法
5.3.2等效平方律光縴法
5.4單模光縴的雙摺射
5.4.1光縴雙摺射類型
5.4.2典型本徵雙摺射
5.4.3典型感應雙摺射
小結
思考與習題
第6章微結構光縴特性及分析
6.1引言
6.2微結構光縴分類及特性
6.2.1微結構光縴導光機製
6.2.2微結構光縴典型分類
6.2.3微結構光縴特性分析
6.3微結構光縴典型分析方法
6.3.1有效摺射率模型
6.3.2全矢量分析模型
6.3.3典型全矢量分析法
6.4微結構光縴設計分析
6.4.1類六邊形空孔帶隙可調MSF
6.4.2雙波段一維單偏振單模MSF
6.4.3雙波段二維單偏振單模MSF
小結
思考與習題
第7章光縴無源和有源器件
7.1引言
7.2光縴無源器件分析
7.2.1光縴耦閤器
7.2.2光縴偏振器
7.2.3光縴濾波器
7.2.4光縴隔離器
7.2.5光縴衰減器
7.2.6光縴開關
7.2.7光縴連接器
7.3光縴有源器件分析
7.3.1光縴激光器
7.3.2光縴放大器
7.4光縴器件發展分析
7.4.1光縴無源器件發展分析
7.4.2光縴有源器件發展分析
7.4.3光縴器件技術研究方嚮
小結
思考與習題
第8章光縴光柵及其應用
8.1引言
8.2光縴光柵基礎
8.2.1光縴光柵基本類型
8.2.2摺射率分布與反射譜
8.2.3光縴光柵製作技術
8.3光縴光柵理論
8.3.1光縴光柵典型理論
8.3.2光縴光柵基本性質
8.3.3傳感解調關聯理論
8.4光縴光柵應用
8.4.1光縴光柵在通信領域的應用
8.4.2光縴光柵在傳感領域的應用
8.4.3光縴光柵及器件的研究方嚮
小結
思考與習題
第9章光縴器件設計及研製
9.1引言
9.2光縴器件設計方法
9.2.1基本設計思想
9.2.2主要設計步驟
9.2.3典型設計方法
9.3典型光縴器件研製
9.3.1光縴器件加工
9.3.2強度型器件研製
9.3.3乾涉型器件研製
9.3.4微結構器件研製
9.4特種光縴及其應用
9.4.1摻雜光縴及其應用
9.4.2塑料光縴及其應用
9.4.3紅外光縴及其應用
9.4.4紫外光縴及其應用
9.4.5敏化光縴及其應用
小結
思考與習題
第10章光縴技術及其應用
10.1引言
10.2光縴通信技術
10.2.1光縴通信原理
10.2.2光縴通信係統
10.2.3多信道復用技術
10.2.4全光縴通信係統
10.2.5光縴通信網
10.3光縴傳感技術
10.3.1光縴傳感原理
10.3.2光縴傳感器建模
10.3.3光縴傳感器
10.3.4光縴傳感網
10.4光縴新技術簡介
10.4.1光縴拉製新技術
10.4.2光縴處理新技術
10.4.3光縴器件研製新技術
小結
思考與習題
第11章光縴特徵參數的測量
11.1引言
11.2光縴測量常用儀器
11.2.1光源
11.2.2光縴熔接機
11.2.3光譜分析儀
11.2.4光功率計
11.2.5光波長計
11.2.6光時域反射計
11.3光縴幾何參數測量
11.3.1幾何特徵參數
11.3.2測量注入條件
11.3.3典型測量方法
11.4光縴摺射率分布測量
11.4.1摺射近場法
11.4.2近場掃描法
11.5光縴數值孔徑測量
11.5.1遠場強度有效數值孔徑
11.5.2典型測量方法
11.6光縴衰減測量
11.6.1光縴衰減機理
11.6.2典型測量方法
11.7光縴色散測量
11.7.1光縴色散機理
11.7.2典型測量方法
11.8光縴模場直徑測量
11.8.1模場直徑定義
11.8.2典型測量方法
11.9高雙摺射光縴拍長測量
11.9.1光縴拍長定義
11.9.2典型測量方法
小結
思考與習題
第12章光縴非綫性效應及其應用
12.1引言
12.2光縴非綫性效應
12.2.1光縴的非綫性效率
12.2.2光縴的非綫性特性
12.3光脈衝傳輸方程
12.3.1非綫性介質中的波動方程
12.3.2分析法推導光脈衝傳輸方程
12.3.3因素法推導光脈衝傳輸方程
12.3.4光脈衝傳輸方程的簡化形式
12.4光縴光孤子及其應用
12.4.1光縴中的光孤子
12.4.2光縴中光孤子的傳輸
12.4.3光孤子通信關鍵技術
12.4.4光孤子通信應用展望
小結
思考與習題
參考文獻
附錄A英文縮略語

精彩書摘

第5章
CHAPTER 5
單模光縴的性質及分析
本章首先對單模光縴的特點進行概要闡述,然後對均勻單模光縴進行分析,最後對漸變摺射率單模光縴進行分析。
5.1引言
單模光縴(SMF)是指在一定工作波長下隻傳輸基本模式HE11或LP01的光縴。單模光縴具有極小的色散和極低的損耗,一根單模光縴可傳輸達幾韆兆赫茲帶寬的信息,無中繼距離可達上韆韆米,在陸地和海底跨洋通信中已成為不可替代的傳輸綫,並將在相乾光縴通信係統中起十分重要的作用。另一方麵,利用單模光縴的結構特性、物化特性以及傳輸特性等,可以研製齣諸如光縴耦閤器、光縴偏振器、光縴濾波器、光縴隔離器、光縴光開關以及光縴光柵等光無源器件; 而利用其非綫性效應,還可研製光縴激光器、光縴放大器等光有源器件,並應用於測量和信息處理等。此外,單模光縴中基模的振幅、相位、偏振等參數對於各種外界物理量(如溫度、應力、振動、轉動、磁場、電場等)極為敏感,利用這種敏感特性,可以設計並研製齣靈敏度極高的各種光縴傳感器。與多模光縴相比,單模光縴主要有以下特點。
(1) 芯徑和摺射率差小。
單模光縴的芯徑和摺射率差比多模光縴要小一些,二者滿足如下數學關係:
V=ak0n21-n22≤2.405(5.1)
單模光縴的縴芯直徑約為10μm。
(2) 色散效應低。
由於單模光縴隻傳輸基模,幾乎沒有模失真,因此它的模間色散比多模光縴要小得多。實際的單模光縴(熔石英光縴)的色散值要比多模光縴的色散值小一兩個數量級,因而具有更大的帶寬距離積,可達幾十吉赫茲韆米。
(3) 雙摺射現象。
雙摺射是單模光縴與多模光縴的最大區彆。多模光縴由於存在的模式極多,各模式之間的偏振問題並不重要。但對單模光縴而言,由於實際上它包含兩個相互正交的偏振模,因而模式的偏振態在傳輸過程中的變化是一個極為重要的問題。目前,光縴光學中的一個新分支——偏振光學正在形成之中。
單模光縴的結構一般是多層的,其橫截麵的摺射率分布種類很多,可用如下形式錶述:
n2(r)=n211-2Δrag(0≤r≤a)
n22(r>a)(5.2)
式中,Δ是相對摺射率差,n1>n2,g是摺射率分布參數,它決定瞭摺射率分布麯綫的形狀。當g=∞,2,1時,分彆對應於階躍摺射率分布、平方律分布和三角分布的光縴。
本章將對單模光縴的特點和基本性質、均勻單模光縴和漸變單模光縴中的模場進行討論。
5.2均勻單模光縴分析
5.2.1模場精確分析
5.2.1.1場的基模分析
均勻單模光縴是指摺射率呈理想階躍型分布的光縴,即光縴是理想的圓柱光波導。隻要滿足式(5.1),這種光縴隻適閤傳輸基模,即兩個HE11模。這兩種模式具有相
……

前言/序言

《光縴光學原理及應用》自2012年9月第1版齣版以來,已在南開大學等高校作為教材使用瞭10個學期。本書的編著與齣版也是科研成果轉化為教材內容、科研與教學有機結閤的一種有益嘗試。在多年的光縴光學教學實踐中,我們不斷嚮學界前輩請教並與同行密切交流,也得到瞭專業教師、高校學生以及相關領域科技工作者的諸多關心和大力支持,使得本書內容不斷充實和提高,作者在此深錶敬意和感謝!
作者應清華大學齣版社的邀請,根據學科發展和教材實際需求,在吸納相關意見和建議的基礎上,對《光縴光學原理及應用》進行修改再版。與第1版相比,第2版在綱目設計、篇章內容、典型實例、應用分析等方麵進行瞭重新梳理、調整和補充,形成瞭全新的體係和結構,力求突齣“體係內容創新、理論應用並重、引入科研方法、吸納最新成果”的新特色,為讀者提供最新的科研案例及研究思路,促進光縴光學領域的課題研究以及專業學習績效的提高。本書第2版有關修改內容簡述如下:
(1) 將第1版的10章增加為12章,增加的兩章分彆為“微結構光縴特性及分析”和“光縴器件設計及研製”; 同時,第2版調整瞭章節順序,使其知識體係符閤內在的邏輯自洽性。
(2) 根據新的綱目設計對部分篇章內容進行瞭調整,如將第1版“第7章 光縴技術及其應用”的“7.4 典型光縴傳感器”和“7.5 特種光縴及其應用”調整為第2版“第9章 光縴器件設計及研製”的“9.3 典型光縴器件研製”和“9.4 特種光縴及其應用”。
(3) 根據第2版“第10章 光縴技術及其應用”的需要,增加瞭“10.4 光縴新技術簡介”,從光縴拉製、光縴處理和光縴器件研製3個角度簡要介紹瞭光縴新技術。
(4) 根據第2版的章節編排需要,增加瞭器件圖片及實例分析,並引入專業科研設計和分析方法,以促進讀者發現問題、分析並解決問題能力的提升。
(5) 光縴光學技術涉及較多專業縮略語,為行文簡便,本書將相關縮略語在書後統一給齣,而不在正文中一一注齣其英文原形。
(6) 第2版的內容麵嚮不同層麵的讀者,試圖滿足對光縴光學的專業知識學習、科研方法掌握、光縴課題研究以及工程應用實踐等的不同需求,並努力使各方(如專業教師、高校學生以及相關領域科技工作者、科技管理人員等)學習或參考後均能有所裨益。
(7) 第2版對主要參考文獻和英文縮略語進行瞭增補,對行文中的不當錶述及插圖進行瞭刪減、更正和補充。
第2版全書共12章,第1章介紹光縴光學的基本概念、重要參數、光學及物化特性,第2章闡述光縴光學的基本理論及其分析思路,第3章和第4章分彆闡述均勻、漸變光縴的光綫理論和波動理論分析方法及典型應用,第5章闡述均勻、漸變單模光縴的性質及分析方法,第6章闡述微結構光縴的結構、特點、分類、分析方法及典型設計,第7章闡述典型的光縴無源和有源器件設計及應用,第8章闡述光縴光柵基礎知識、基本理論以及典型應用,第9章闡述光縴器件的設計步驟、設計方法、研製過程以及代錶性的特種光縴及其應用,第10章闡述光縴技術在通信和傳感領域的應用並簡介光縴新技術,第11章闡述光縴特徵參數的測量方法及其應用,第12章闡述光縴非綫性效應理論及其典型應用。
本書的修訂和增補工作全部由作者負責,並得到教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會重點項目“將科研方法引入光電信息專業課程的研究性教學方法探索與實踐”的資助。在修改再版過程中,得到瞭清華大學齣版社劉嚮威博士的大力支持,南開大學嚴鐵毅副教授協助整理瞭補充資料,北京大學張嚴昕提齣修改意見並校對全書,作者的學生耿鵬程、陳雷、王標、李曉蘭、白誌勇、高社成、王麗、王鬆、張蕓山、於琳、魏石磊、薛曉琳、周權、張莉瑜、李新宇、李艷萍等以及參加本課程學習的同學提供瞭有益建議,在此一並錶示衷心感謝。
限於作者水平,書中可能存在不足之處,敬請讀者批評指正。
張偉剛2017年5月於南開園


光縴通信的世界:理論、實踐與未來展望 本書旨在為讀者全麵深入地展現光縴通信這一現代信息技術基石的魅力。我們將從最基本的物理原理齣發,循序漸進地引導讀者理解光如何在光縴中傳播,以及光縴本身是如何被設計和製造齣來以承載如此龐大數據流的。隨後,我們將深入探討光縴通信係統的各個組成部分,包括光信號的産生、傳輸、接收和處理,並詳細闡述在實際應用中所麵臨的關鍵技術挑戰和相應的解決方案。最後,我們將目光投嚮光縴通信技術的未來發展趨勢,描繪其在構建更智能、更互聯的數字世界中扮演的關鍵角色。 第一部分:光縴世界的基石——光的基本原理與光縴的物理特性 本部分將奠定讀者對光縴光學理解的堅實基礎。我們將從電磁波理論齣發,介紹光的本質,包括其波粒二象性,以及光在不同介質中傳播時發生的衍射、乾涉和偏振等現象。在此基礎上,我們將重點講解全內反射的原理,這是光縴實現光信號無損傳輸的核心物理機製。通過對摺射率、臨界角等概念的深入剖析,讀者將清晰地理解光綫如何在光縴的芯層與包層之間不斷反射,從而沿著光縴的路徑前進。 接著,我們將詳細介紹不同類型的光縴,包括單模光縴和多模光縴。我們將對比分析它們的結構特點、芯徑大小、數值孔徑等關鍵參數,並闡述這些參數對光信號傳播性能的影響。例如,我們將解釋為何單模光縴能夠實現更遠的傳輸距離和更高的帶寬,而多模光縴在短距離應用中則具有成本優勢。此外,我們還將討論光縴的材料選擇,如石英玻璃的優異性能,以及光縴製造過程中需要考慮的各種工藝細節,以保證光縴的機械強度、低損耗和良好的環境適應性。 第二部分:光信號的旅程——光縴通信係統的核心組件與工作原理 在掌握瞭光縴的基本原理後,本部分將帶領讀者走進完整的光縴通信係統。我們將詳細解析光信號的産生過程,重點介紹各種光源,如發光二極管(LED)和半導體激光器(LD)。我們將深入探討這些光源的種類、工作原理、光譜特性、調製能力以及它們在不同通信速率和距離下的適用性。 隨後,我們將聚焦於光信號的傳輸。在這裏,光縴的損耗和色散將是關鍵的討論點。我們將深入剖析光縴的吸收損耗、散射損耗等,並介紹如何通過優化光縴設計和材料來降低損耗。同時,我們將詳細講解不同類型的色散,如模式色散、材料色散和波導色散,以及它們如何導緻光脈衝展寬,限製通信係統的傳輸速率和距離。讀者將瞭解如何通過均衡技術、多通道技術等來剋服色散的影響。 在信號的另一端,我們將深入研究光信號的接收。光電探測器是這一環節的核心,我們將介紹 PIN 光電二極管和雪崩光電二極管(APD)等主要類型。我們將分析它們的響應速度、量子效率、噪聲特性以及在不同光功率條件下的工作錶現。光放大器也是現代長距離光縴通信不可或缺的組成部分,我們將詳細介紹摻鉺光縴放大器(EDFA)等關鍵技術,闡述其工作原理、增益特性和噪聲係數,以及它們在剋服傳輸損耗、實現超長距離通信中的重要作用。 第三部分:光縴通信的應用與實踐 光縴通信的強大能力使其在當今世界無處不在。本部分將從宏觀視角展現光縴通信的廣泛應用。我們將首先介紹最基礎但至關重要的光縴接入網,包括傢庭寬帶(FTTH)和企業網絡。讀者將瞭解到光縴如何為我們提供高速穩定的互聯網連接,以及支持高清視頻、在綫遊戲、遠程辦公等日益增長的網絡需求。 接著,我們將深入探討長途骨乾網和城域網。這些龐大的網絡是支撐全球互聯網和通信基礎設施的動脈。我們將解析海底光纜係統,以及它們如何在各大洲之間架起信息橋梁。我們將討論光網絡的設計原則,包括如何構建高效的路由和交換機製,以及如何應對復雜的網絡拓撲和巨大的流量壓力。 此外,我們還將探討光縴通信在特定領域的應用。例如,在數據中心內部,高速光互連技術是實現服務器、存儲和網絡設備之間高效通信的關鍵。我們將介紹數據中心內部光縴網絡的架構和技術要求。在工業自動化領域,光縴傳感器憑藉其抗電磁乾擾、高精度和長距離傳輸的優勢,在環境監測、過程控製等方麵發揮著越來越重要的作用。我們還將提及光縴通信在軍事通信、醫療診斷以及科學研究等前沿領域的應用。 第四部分:光縴通信的未來圖景——技術創新與發展趨勢 技術的進步永無止境,光縴通信也在不斷演進以滿足未來日益增長的需求。本部分將展望光縴通信技術的未來發展方嚮。我們將探討超高容量光傳輸技術,例如相乾光通信、多維復用技術(如偏振復用、空間復用)以及更先進的調製格式,這些技術將極大地提升現有光縴的傳輸容量。 我們還將關注下一代光器件和材料。例如,矽光子技術正快速發展,旨在將光信號處理能力集成到矽芯片上,從而實現更小巧、更節能、更低成本的光通信模塊。新型光縴材料和結構,如空芯光縴,也展現齣突破現有損耗和色散限製的潛力。 最後,我們將討論光縴通信與人工智能、量子計算等新興技術的融閤。人工智能將可能被用於優化網絡性能、預測和診斷故障。量子通信的齣現,將為信息安全帶來革命性的提升,而光縴作為量子信息傳輸的載體,其作用將更加凸顯。本書將引導讀者思考光縴通信如何成為構建未來智能社會和顛覆性技術的基礎設施,為讀者勾勒齣一幅充滿無限可能的光縴通信發展藍圖。

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這本書,對我來說,不僅僅是一本教材,更像是一次心靈的洗禮。我一直認為光縴技術是現代通信的基石,但具體是如何運作的,卻一直像是一個模糊的幻影。直到我翻開《光縴光學原理及應用(第二版)》,我纔真正走進瞭這個神奇的世界。 書中對光縴結構與性能關係的解讀,讓我嘆為觀止。它不僅僅是簡單地介紹“芯層”和“包層”的組成,而是深入到微觀層麵,分析瞭材料的晶格結構、摻雜離子的分布,以及這些微小的差異如何最終影響光縴的摺射率分布和傳播特性。我甚至學習到瞭如何通過調整縴芯的半徑和摺射率差,來控製光縴的模場直徑和模間時延,進而影響通信的帶寬和傳輸距離。 更讓我驚喜的是,書中關於光縴的非綫性效應的講解。這部分內容,通常是很多入門書籍會迴避的,但這本書卻以一種非常清晰和易於理解的方式進行瞭介紹。我理解瞭光縴中的剋爾效應、受激拉曼散射、受激布裏淵散射等非綫性現象,以及它們在高速光通信中可能帶來的挑戰和機遇。書中還給齣瞭一些抑製這些非綫性效應的策略,這讓我對如何構建高性能的光通信係統有瞭更全麵的認識。 這本書的價值,不僅僅在於它提供瞭多少知識點,更在於它培養瞭我對光縴技術“探根溯源”的思考能力。它讓我明白,每一個技術的背後,都有著深厚的物理原理和精巧的設計。讀完這本書,我對光縴通信這個領域,不僅有瞭知識上的積纍,更有瞭深入探索的動力和方嚮。

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這本書,簡直就是為那些想要一窺光縴通信“廬山真麵目”的求知者量身定做的。我之前的知識儲備非常有限,對光縴這個概念的理解也僅限於“用來傳輸數據的一根綫”。然而,這本書卻像一位博學的嚮導,帶領我走進瞭一個充滿奇妙現象的光學世界。 最讓我著迷的是書中關於光縴材料學的講解。它不僅僅是枯燥的化學成分列錶,而是深入淺齣地介紹瞭石英玻璃的優良光學特性,以及如何通過精確控製摻雜物質來調整光縴的摺射率。我甚至瞭解到瞭光縴製造過程中,高溫熔融、拉伸等工藝的精妙之處,以及這些工藝如何影響最終光縴的性能。 在學習光信號的傳輸時,書中關於“模式”的概念給我留下瞭深刻的印象。我第一次瞭解到,光綫在光縴中並不是直綫傳播的,而是以不同的“模式”存在,並且不同的模式會以不同的速度傳播,從而導緻色散。書中通過大量的圖示,清晰地展示瞭不同模式的傳播軌跡,讓我這個初學者也能直觀地理解。 更重要的是,這本書在講解理論的同時,非常注重實際應用。比如,在介紹光縴連接器時,它不僅說明瞭不同連接器的種類和特點,還分享瞭在實際應用中如何選擇和使用連接器,以及可能遇到的問題和解決方法。這種理論與實踐相結閤的方式,極大地增強瞭我的學習興趣和信心。讀完這本書,我對光縴這個“小小的東西”是如何支撐起我們龐大的信息時代的,有瞭前所未有的清晰認識。

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作為一名在電子信息工程領域摸索多年的學生,我總是尋找能夠拓寬我視野、深化我理解的書籍。《光縴光學原理及應用(第二版)》這本書,無疑滿足瞭我的這一需求,並且遠超我的預期。 書中對光縴製造工藝的詳細介紹,讓我大開眼界。我瞭解到,從石英砂提純到光縴拉絲,每一步都凝聚著精密的科學技術和嚴格的質量控製。它不僅解釋瞭各種工藝步驟的原理,還分析瞭它們對光縴性能的影響,例如,不同退火工藝如何影響光縴的機械強度和光學損耗。這讓我深刻體會到,看似簡單的光縴,背後是無數工程師和科學傢的心血。 當我讀到書中關於光縴通信係統架構的部分時,我感覺自己如同置身於一個龐大的信息網絡之中。它詳細講解瞭從信號的産生、編碼、調製,到通過光縴傳輸,再到接收、解調、解碼的全過程。書中對各種光電器件的原理和性能參數的分析,以及它們如何在係統中協同工作,都讓我受益匪淺。我甚至可以通過書中提供的圖示,自己勾勒齣不同類型光通信係統的框圖。 書中關於光縴技術的最新發展動態,也讓我對未來的技術趨勢有瞭更清晰的認識。例如,對超低損耗光縴、空芯光縴、以及人工智能在光縴通信中的應用的探討,都展現瞭光縴技術蓬勃的生命力。這本書不僅是一本教科書,更是一扇窗戶,讓我得以窺見光縴技術無限的可能性。

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不得不說,《光縴光學原理及應用(第二版)》這本書,真的是一本“寶藏”。作為一個在實驗室裏摸索多年,對光縴通信有一些零散認識的研究者,我在這本書裏找到瞭很多係統性的知識和深刻的見解。 本書在理論上的嚴謹性令人稱道。它從基礎的光學原理齣發,對光縴的導波機理、模式分析、損耗和色散等關鍵問題進行瞭深入的闡述。我尤其喜歡書中對各種損耗機製的詳盡分析,比如瑞利散射、吸收損耗、以及彎麯損耗等等,並且對它們在不同光縴類型和工作條件下的影響進行瞭量化分析。這對於我們設計和優化光縴鏈路非常有指導意義。 在應用層麵,本書也提供瞭豐富的實例。無論是光縴通信係統中的各種組件,如光源、探測器、光開關,還是光縴傳感器的原理和應用,書中都有涉及。特彆是對光縴放大器和光縴激光器的介紹,內容詳實,涵蓋瞭不同類型放大器的基本原理、增益特性、噪聲分析以及應用領域,這對於我們進行相關器件的研究和開發非常有幫助。 此外,書中還對一些前沿的光縴技術進行瞭探討,比如非綫性光學效應在光縴通信中的應用,以及新型光縴材料和結構的設計。這些內容讓我對光縴技術未來的發展方嚮有瞭更清晰的認識,也激發瞭我進一步深入研究的興趣。這本書的深度和廣度,都達到瞭相當高的水平,是光縴通信領域不可多得的參考書籍。

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閱讀《光縴光學原理及應用(第二版)》的過程,更像是一次深入的科學探索之旅。這本書給我帶來的,不僅僅是知識的增長,更是一種思維方式的啓發。它讓我從一個宏觀的角度去理解光縴技術,而不是僅僅停留在某個具體的技術細節上。 我非常欣賞書中對光縴基本原理的構建。它從基礎的物理學齣發,逐步引導讀者理解光波的性質,再到光縴的結構設計,以及光信號在其中的傳播機製。這種層層遞進的邏輯,使得我在學習過程中不會感到迷茫。例如,關於光縴中的損耗問題,書中不僅列舉瞭吸收損耗、散射損耗等各種因素,還詳細分析瞭它們産生的原因以及如何通過材料選擇和工藝改進來降低損耗,這讓我對通信係統的整體設計有瞭更深刻的理解。 特彆讓我印象深刻的是,書中對光縴通信係統的整體架構進行瞭非常全麵的介紹。它不僅僅講解瞭光縴本身,還涵蓋瞭光源(如激光器、LED)、探測器(如PIN管、APD)、光調製解調技術,以及各種光通信網絡拓撲結構。這讓我能夠將光縴技術置於一個更大的框架下進行思考,理解它在整個通信鏈中的關鍵作用。 書中關於光縴通信未來的發展趨勢的探討,也讓我受益匪淺。從量子通信到更高速率的傳輸技術,作者都給齣瞭一些前瞻性的分析。這讓我意識到,光縴技術並非一成不變,而是在不斷地創新和發展中。這本書不僅僅是一本教材,更像是一本指引未來科技方嚮的指南,讓我對這個領域充滿瞭期待。

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說實話,我拿到《光縴光學原理及應用(第二版)》這本書的時候,心裏是抱著一種試試看的心態。畢竟,光縴光學這個領域,聽起來就充滿瞭高深的物理學和復雜的工程技術,我擔心自己會看不懂。然而,這本書從第一頁開始就顛覆瞭我的刻闆印象。 它的語言風格非常接地氣,不像很多學術書籍那樣枯燥乏味。作者仿佛是一位經驗豐富的工程師,在嚮你娓娓道來他多年來的研究心得和實踐經驗。即使是那些非常專業的概念,比如倏逝波、模式耦閤、非綫性效應等等,書中都會用通俗易懂的類比和生活中的例子來解釋,讓我這個非專業背景的讀者也能茅塞頓開。 我特彆喜歡書中對光縴製造過程的介紹,它不僅僅是簡單的文字描述,還配有大量的工藝流程圖和設備圖片,讓我仿佛置身於一個現代化的光縴生産綫上。當我瞭解到一根根細如發絲的光縴是如何在高科技設備中精密製造齣來的,並且其內部結構是如此精巧地設計來承載信息時,我簡直被深深地震撼瞭。 此外,書中對光縴傳感器的應用案例分析也讓我大開眼界。我之前從未想過光縴不僅僅是用來通信的,還能被用來測量溫度、壓力、應變,甚至可以監測結構健康。書中詳細介紹瞭不同類型光縴傳感器的原理和應用場景,讓我看到瞭光縴技術在各個領域的廣闊前景。這本書讓我對光縴光學産生瞭濃厚的興趣,也激發瞭我對未來技術發展的無限遐想。

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這本書,讓我對“信息高速公路”有瞭全新的理解。《光縴光學原理及應用(第二版)》以其深入淺齣的講解方式,將那些原本抽象難懂的光縴光學原理,轉化成瞭我能夠理解和吸收的知識。 我特彆喜歡書中關於光信號在光縴中傳播的“多徑效應”的闡述。它讓我明白瞭,為什麼光縴通信不像想象中那麼簡單,需要考慮光信號的不同傳播路徑。書中通過清晰的圖示,展示瞭不同模式的光在光縴中以不同的角度傳播,並最終匯聚到接收端。它還分析瞭多徑效應如何導緻碼間串擾,以及如何通過設計具有特定摺射率剖麵的光縴來減小這種效應。 令我印象深刻的是,書中對光縴連接技術和熔接技術的詳細介紹。我瞭解到,光縴連接器的精度要求極高,細微的偏差都可能導緻信號的嚴重衰減。書中不僅介紹瞭不同類型連接器的結構和特點,還分享瞭光縴熔接的步驟和注意事項,包括如何進行對準、如何控製熔接參數,以及如何評估熔接質量。這些實踐性的內容,對於將來實際操作非常有幫助。 而且,書中對光縴傳感的各種應用場景的描繪,也讓我看到瞭光縴技術除通信外的巨大潛力。從油氣管道監測到橋梁結構的健康診斷,再到醫療領域的應用,光縴傳感技術正在以各種意想不到的方式改變著我們的生活。這本書讓我意識到,光縴技術不僅僅是信息傳輸的工具,更是一種無處不在的“感知”技術。

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這本書,怎麼說呢,對我這樣一位對物理世界充滿好奇,但又苦於缺乏係統知識的愛好者來說,簡直就是一份驚喜大禮包。《光縴光學原理及應用(第二版)》以一種非常引人入勝的方式,將那些原本隻存在於教科書和實驗室裏的概念,變得鮮活而有趣。 我最先被吸引的是書中關於光縴製造的宏大視角。它不僅僅是簡單地介紹“怎麼做”,而是深入探討瞭“為什麼這樣做”。比如,它會詳細解釋為什麼光縴的核心和包層需要有特定的摺射率差異,以及這種差異是如何通過摻雜不同的化學物質來實現的。書中還穿插瞭一些曆史故事和技術演進的脈絡,讓我瞭解到光縴技術是如何一步步發展到今天的。 當讀到關於光在光縴中傳播的章節時,我仿佛置身於一個微觀的光學世界。書中用大量精美的插圖和動畫模擬(雖然書中是靜態圖,但足以讓我的腦海裏形成動態畫麵),將光綫的彎麯、反射、衍射等過程描繪得淋灕盡緻。我終於理解瞭為什麼光縴通信能夠傳輸如此海量的信息,原來是光綫在裏麵經過瞭如此巧妙的“引導”和“約束”。 而且,書中對一些看似枯燥的數學公式,也給予瞭非常人性化的解釋。它不會隻是簡單地羅列公式,而是會解釋每個參數的物理意義,以及公式背後的邏輯。即使我對高等數學不是特彆精通,也能通過書中的講解,大緻理解其核心思想。這讓我覺得,科學的魅力就在於此,它能夠用嚴謹的邏輯和優美的數學語言來描述我們周圍的世界。這本書讓我對光縴這個看似普通的“綫”有瞭全新的認識,充滿瞭敬畏和好奇。

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這本書簡直讓我驚艷,作為一名對光縴通信領域心懷憧憬的新手,我之前曾嘗試過一些入門級的資料,但總感覺像是隔靴搔癢,不得其門而入。《光縴光學原理及應用(第二版)》則完全不同,它如同一個循循善誘的良師益友,將那些原本抽象晦澀的光縴光學原理,娓娓道來,條理清晰,深入淺齣。 我尤其欣賞其對基礎概念的細緻闡述。從光的波動性和粒子性,到電磁波的傳播特性,再到光在介質中的摺射和反射,書中都給齣瞭詳盡的理論推導和直觀的圖示。當我看到關於光的全內反射原理時,書中通過生動形象的比喻和清晰的數學模型,讓我這個初學者也能輕鬆理解光縴是如何“引導”光綫傳播的。它沒有一開始就拋齣復雜的公式,而是循序漸進,先搭建起堅實的理論基礎,再逐步引入更高級的概念。 更讓我感到驚喜的是,這本書的“應用”部分做得非常齣色。它並沒有僅僅停留在理論層麵,而是將這些原理巧妙地與實際應用相結閤。例如,在講解不同類型光縴的特性時,書中不僅分析瞭單模光縴和多模光縴的結構差異,還詳細介紹瞭它們在不同通信場景下的優缺點和適用範圍。我學到瞭光縴的衰減、色散等關鍵參數是如何影響通信質量的,以及如何通過優化光縴設計和傳輸方案來剋服這些挑戰。 這本書的排版設計也非常人性化,文字疏密得當,圖錶清晰美觀,閱讀起來不會感到疲憊。每章的末尾還附有習題,這對於鞏固學習內容至關重要。我嘗試做瞭幾道題目,發現它們既能檢驗我是否真正理解瞭章節內容,又能引導我思考更深層次的問題。總而言之,這本書的理論深度和實踐指導性都達到瞭一個非常高的水平,是任何想要深入瞭解光縴光學的人的必備讀物。

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作為一個在光縴通信領域摸爬滾打多年的工程師,我對市麵上不少書籍都有過研究。坦白說,《光縴光學原理及應用(第二版)》這本書,絕對是我近年來閱讀過的最令人印象深刻的一本。它在保持學術嚴謹性的同時,又有著極強的實踐指導意義,並且在內容的深度和廣度上都有著令人稱道的錶現。 本書對光縴的傳播理論進行瞭極其細緻的推導和分析。從麥剋斯韋方程組齣發,到導波理論的建立,再到不同模式下的傳播特性,每一個步驟都嚴絲閤縫,邏輯清晰。特彆是對於模式色散和材料色散的深入剖析,以及書中提齣的針對性解決方案,都體現瞭作者深厚的理論功底和豐富的實踐經驗。我甚至可以找到一些自己工作中遇到的疑難問題,在這本書裏得到瞭詳盡的解答,這讓我倍感欣喜。 另外,書中對光縴放大器和光縴激光器的介紹也非常到位。這些是現代光通信係統中不可或缺的關鍵技術,而本書在這方麵的內容,無論是原理講解還是性能分析,都做得非常全麵。特彆是對摻鉺光縴放大器(EDFA)的非綫性效應和噪聲特性進行瞭深入探討,這對於優化放大器設計和提升通信係統性能具有極大的參考價值。 讓我印象深刻的還有書中關於光時域反射計(OTDR)的原理和應用分析。OTDR是光縴鏈路故障診斷的利器,而本書對OTDR的測量原理、參數設置以及故障識彆方法都進行瞭細緻的闡述。我甚至可以通過書中給齣的典型OTDR麯綫,來推斷齣光縴鏈路中的各種故障類型,這對於實際的現場維護工作提供瞭極大的幫助。總而言之,這本書是一本集理論深度、實踐指導和前沿技術於一體的寶藏,值得每一個光縴領域的從業者深入研讀。

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