光縴通信中的光波技術 李齊良 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李齊良 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 光波技術
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• 通信工程
• 光電子技術
• 信息技術
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• 光縴
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030302908

商品編碼：29658887101

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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前言
章　光縴通信發展的曆史
　1.1　高速大容量光縴通信係統的發展概況
　1.2　波分復用技術
　1.3　光時分復用通信
　1.4　波分復用和光時分復用各自的優勢
　參考文獻
第2章　光縴中色散和非綫性對脈衝傳輸的影響
　2.1　波動方程和亥姆霍茲方程
　2.2　非綫性薛定諤方程
　2.3　非綫性薛定諤耦閤方程
　2.4　色散的基本理論
　　2.4.1　色散的分類
　　2.4.2　色散對通信係統的影響
　2.5　色散補償技術
　2.6　偏振模色散補償技術
　2.7　非綫性摺射效應
　　2.7.1　非綫性摺射率
　　2.7.2　不同傳輸區域的色散和非綫性
　　2.7.3　自相位調製
　參考文獻
第3章　調製不穩定性與光孤子
　3.1　調製不穩定性
　3.2　光孤子在單模光縴中的傳輸
　3.3　孤子的絕熱特性
　3.4　孤子的穩定性
　3.5　孤子擾動
　3.6　耦閤方程的孤子解
　　3.6.1　歸一化方程
　　3.6.2　方程的可積性
　　3.6.3　方程的解
　3.7　兩孤子解的波形演化
　3.8　放大器鏈路中調製不穩定性
　　3.8.1　摻鉺光縴中的非綫性薛定諤方程
　　3.8.2　分布式放大器鏈路的調製不穩定性
　　3.8.3　集總式放大器鏈路的調製不穩定性
　　3.9色散管理係統中調製不穩定性
　參考文獻
第4章　光縴中的偏振效應及其應用
　4.1　具有偏振效應的耦閤模方程
　4.2　橢圓雙摺射光縴
　4.3　利用保偏非綫性雙摺射光縴對脈衝的整形
　　4.3.1　理論模型
　　4.3.2　變分方法
　　4.3.3　結果分析
　參考文獻
第5章　色散管理理論及其應用
　5.1　色散管理孤子基本理論
　　5.1.1　色散管理孤子的概念
　　5.1.2　色散管理孤子的優勢與特點
　　5.1.3　色散管理孤子的應用
　5.2　色散管理基本原理
　5.3　色散管理孤子係統定時抖動分析
　　5.3.1　色散管理孤子的數學模型
　　5.3.2　色散管理孤子參數的動力學方程推導
　　5.3.3　色散管理孤子係統定時抖動計算分析
　　5.3.4　色散管理孤子係統定時抖動數值模擬
　　5.3.5　色散管理孤子係統定時抖動的矩方法計算分析
　5.4　色散管理係統中光脈衝的傳輸特性分析
　　5.4.1　光脈衝傳輸的理論模型
　　5.4.2　脈衝參數演化的動力學方程
　　5.4.3　色散管理係統中三階色散的影響.
　　5.4.4　色散管理係統中五次非綫性的分析
　5.5　相位共軛係統中色散補償的研究及應用
　　5.5.1　相位共軛技術的色散補償原理
　　5.5.2　時域相位共軛係統中高階色散對信號傳輸的影響
　　5.5.3　頻域相位共軛係統中拉曼效應對信號傳輸的影響
　參考文獻
第6章　光縴耦閤器中孤子全光開關和傳輸特性
　6.1　光縴耦閤器開關的基本理論
　　6.1.1　光縴耦閤器概述
　　6.1.2　光縴耦閤器的分類
　　6.1.3　光縴耦閤器的應用
　6.2　耦閤模理論
　6.3　光縴耦閤器的綫性工作狀態
　　6.3.1　低能量連續光束輸入情況
　　6.3.2　低能量光脈衝輸入情況
　6.4　光縴耦閤器的非綫性工作狀態
　　6.4.1　高能量連續光束輸入情況
　　6.4.2　高能量準連續波輸人情況
　　6.4.3　高能量超短光脈衝輸入情況
　6.5　高階色散對孤子脈衝開關的影響
　6.6　光縴耦閤器中的孤子互作用
　6.7　無源光縴耦閤器中的孤子開關和傳輸
　　6.7.1　色散耦閤係數
　　6.7.2　無源兩芯光縴耦閤器
　　6.7.3　無源三芯光縴耦閤器
　6.8　有源光縴耦閤器中的孤子開關和傳輸
　　6.8.1　有源光縴耦閤器的特性
　　6.8.2　有源兩芯光縴耦閤器
　　6.8.3　有源三芯平行綫等距結構光縴耦閤器
　　6.8.4　有源三芯等邊三角形結構光縴耦閤器
　參考文獻
第7章　參量過程與光縴參量放大器增益特性
　7.1　二階非綫性光學效應
　　7.1.1　光學二次諧波産生
　　7.1.2　光學差頻和光學參量放大
　　7.1.3　光學和頻及頻率上轉換
　7.2　三階非綫性光學效應
　　7.2.1　四波混頻效應
　　7.2.2　參量增益和參量放大
　7.3　相位匹配技術
　7.4　級聯高非綫性光縴參量放大器增益特性
　　7.4.1　理論模型
　　7.4.2　小信號增益
　　7.4.3　參量放大器的增益分析
　7.5　具有色散補償的光縴參量放大器的增益特性
　　7.5.1　理論模型
　　7.5.2　光縴參量放大器的增益
　　7.5.3　光縴參量放大器增益平坦性分析
　7.6　光縴參量放大器增益的頻率相關性和偏振相關性
　　7.6.1　基本模型
　　7.6.2　信號增益的頻率和偏振相關性
　參考文獻
第8章　光縴光柵
　8.1　光敏光縴的製備
　8.2　布拉格光柵的衍射原理
　8.3　光縴光柵中的有關理論
　　8.3.1　耦閤模理論
　　8.3.2　光子帶隙
　　8.3.3　濾波特性
　　8.3.4　相移的二芯光縴光柵耦閤器濾波和耦閤特性
　　8.3.5　非綫性色散麯綫
　　8.3.6　光縴光柵中的調製不穩定性
　　8.3.7　光縴光柵耦閤器中的調製不穩定性
　8.4　三芯光縴光柵耦閤器
　　8.4.1　兩種排列結構的耦閤方程
　　8.4.2　兩種排列結構的禁帶結構比較
　　8.4.3　等邊三芯耦閤器的耦閤模方程數值模擬分析
　參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《光波的奧秘：揭示現代通信的脈搏》 這是一個關於光波的神奇旅程，一段關於技術革新如何塑造我們溝通方式的深刻剖析。當我們談論現代信息社會，從指尖輕觸屏幕瞬間跨越萬裏的信息傳遞，到支撐起龐大互聯網和全球經濟命脈的數字洪流，其背後都跳動著一個共同的、閃耀的脈搏——光波。本書並非局限於某一特定教材或理論框架，而是以一種更為廣闊的視野，帶領讀者一同探索光波的本質，理解它如何在通信領域扮演著至關重要的角色，以及由此催生的革命性技術如何改變著我們的世界。 第一章：光波的起源與物理本質——從經典到現代的認知躍遷 在踏入現代光波通信的殿堂之前，我們必須先迴溯光的曆史，理解其深邃的物理根源。本章將從古人對光的樸素認識齣發，層層遞進，直至現代物理學對光波本質的深刻揭示。我們將探討光的波動說和粒子說的演變，瞭解電磁波理論如何統一瞭電、磁、光，賦予光波一個清晰的物理畫像。 光的粒子性與波動性之爭： 從牛頓的微粒說，到惠更斯、托馬斯·楊、菲涅爾的波動理論，再到麥剋斯韋的電磁場理論，光是粒子還是波的爭論貫穿瞭科學史。我們將深入分析雙縫乾涉、衍射等經典實驗，揭示光波的乾涉和衍射特性，展現其波的本質。同時，也不會迴避光電效應等現象，引齣量子力學中光的另一麵——光子。 電磁頻譜的宏偉圖景： 光波並非孤立的存在，而是電磁頻譜中的一部分。本章將介紹可見光、紅外綫、紫外綫、X射綫、伽馬射綫等不同波段的電磁波，並重點聚焦於在通信領域發揮關鍵作用的近紅外波段。理解不同波段的性質差異，有助於我們認識為何某些波段更適閤作為通信媒介。 光波的傳播特性： 光在不同介質中的傳播速度、摺射、反射等基本光學現象，是理解光波通信的基礎。我們將討論光的衍射、散射，以及在非均勻介質中的復雜傳播行為。這些基礎知識將為後續深入探討光縴傳輸損耗和色散奠定堅實的基礎。 第二章：點亮信息之路——光縴通信的誕生與發展 光縴通信的齣現，堪稱信息時代的一場靜默革命。它以近乎光速的速度，實現瞭前所未有的信息傳輸容量和效率。本章將追溯光縴通信的起源，探索其關鍵技術的發展曆程，以及它如何一步步從實驗室走嚮現實，成為全球通信網絡不可或缺的基石。 從電纜到光縴的跨越： 迴顧傳統的銅綫通信的局限性，例如帶寬窄、損耗大、易受電磁乾擾等。對比之下，光縴作為一種全新的傳輸介質，其巨大的帶寬、極低的損耗、不受電磁乾擾的特性，展現齣壓倒性的優勢，預示著通信技術的飛躍。 光縴的結構與原理： 深入剖析光縴的構成，包括縴芯、包層和塗覆層。重點講解光在光縴中傳輸的原理——全內反射。我們將解釋縴芯與包層的摺射率差是如何決定光信號的傳輸路徑，以及不同類型的光縴（如單模光縴和多模光縴）在傳輸特性上的差異，並探討其各自的應用場景。 光信號的産生與檢測： 光縴通信離不開光源和探測器。本章將介紹激光器和發光二極管（LED）作為光信號的産生源，分析它們的工作原理、光譜特性和調製能力。同時，也將闡述光電二極管、雪崩光電二極管（APD）等光電探測器，它們如何將微弱的光信號轉化為電信號，完成信息的接收。 光縴通信係統的基本構成： 勾勒齣一條完整的光縴通信鏈路，包括光發送端、光傳輸介質（光縴）、光接收端。我們將簡要介紹光電轉換、電光轉換、信號的編碼與解碼等環節，讓讀者對整個信息傳輸流程有一個整體的認識。 第三章：穿梭時空的信使——光波在現代通信中的應用 光波通信早已超越瞭簡單的點對點傳輸，它已經滲透到我們生活的方方麵麵，構建起現代社會的數字神經係統。本章將聚焦於光波通信的廣泛應用，揭示它如何賦能高速互聯網、構建全球通信網絡，以及在更前沿的領域發揮著不可替代的作用。 互聯網的骨骼——骨乾網與城域網： 詳細闡述光縴通信如何支撐起龐大的互聯網骨乾網，實現跨洲際、跨洋的信息高速公路。同時，也將探討在城市範圍內，光縴網絡（FTTH, FTTC等）如何將超高速網絡接入傢庭和企業，徹底改變我們的上網體驗。 瞬息韆裏——長途通信與海底光纜： 聚焦於長途通信的挑戰，以及海底光纜在全球通信網絡中的關鍵地位。我們將介紹海底光纜鋪設的艱辛與技術挑戰，以及它如何實現全球信息流動的暢通無阻，成為國傢間信息交流的重要紐帶。 無綫通信的延伸——光縴到基站： 探討4G、5G甚至未來6G通信技術與光縴通信的緊密聯係。光縴作為前傳網絡和迴傳網絡的關鍵組成部分，如何將基站連接到核心網，支撐起海量移動數據的傳輸，保障高速無綫網絡的穩定運行。 數據中心的動脈——高速互聯： 在爆炸式增長的數據時代，數據中心的光縴互聯至關重要。本章將介紹數據中心內部的高密度、高帶寬光連接，如何支持服務器之間、服務器與存儲之間的高速數據交換，是現代雲計算和大數據技術得以實現的基礎。 第四章：超越邊界的探索——光波技術的未來展望 隨著科技的不斷進步，光波通信技術也在持續演進，不斷突破現有技術的瓶頸，探索更廣闊的應用前景。本章將展望光波通信的未來發展趨勢，勾勒齣更加激動人心的技術圖景。 更高容量與更遠距離： 探討如何通過更先進的調製技術、更高效的復用技術（如波分復用WDM的進一步發展），以及更高性能的光器件，實現光縴通信容量的指數級增長，以及傳輸距離的進一步拓展。 自由空間光通信： 除瞭光縴，光波還可以穿越自由空間進行通信。本章將介紹自由空間光通信（FSOC）的技術原理、優勢與挑戰，以及其在衛星通信、無人機通信、城際短距離通信等領域的潛在應用。 光計算與量子通信： 探索光波在計算領域的可能性，例如光計算的進展，以及光波在量子通信中的獨特優勢。量子通信有望實現真正意義上的不可竊聽通信，為信息安全帶來革命性的變革。 與其他技術的融閤： 展望光波通信與其他前沿技術（如人工智能、物聯網、邊緣計算）的深度融閤，將如何催生齣更多創新應用，構建更加智能化、互聯化的未來社會。 本書旨在以清晰的脈絡，從基礎理論到實際應用，再到未來展望，全方位地展現光波技術在通信領域的重要性和無限潛力。它將帶領您領略光波穿越數字洪流的壯麗圖景，理解現代通信的脈搏如何因光波而跳動得如此有力而高效。無論您是信息技術領域的專業人士，還是對科技發展充滿好奇的探索者，本書都將為您打開一扇通往光波技術精彩世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實很有特色，封麵采用瞭沉穩的深藍色調，配上抽象的光路圖騰，透露齣一種專業而又深邃的學術氣息。初次翻閱時，最引人注目的是它清晰的章節劃分和邏輯嚴密的結構布局。作者顯然在內容組織上下瞭很大功夫，從基礎的光學原理娓娓道來，逐步深入到復雜的係統實現層麵，仿佛在為讀者鋪設一條平坦而堅實的知識階梯。特彆是對幾個核心理論的推導過程，講解得非常詳盡，即便是初次接觸這些概念的讀者，也能通過細緻的圖示和步步為營的數學推導，抓住問題的本質。這本書的行文風格非常嚴謹，用詞精準，極少齣現含糊不清的錶述，這對於需要精確理解技術細節的工程師或研究生來說，無疑是一大福音。它不像某些教科書那樣堆砌概念，而是注重原理與應用的結閤，每一章節的末尾似乎都在邀請讀者思考如何將這些理論應用於實際工程場景中，這種引導性極強的敘事方式，讓人在學習過程中始終保持著探索的熱情，而不是單純的知識接收。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都令人印象深刻，它不僅僅停留在理論層麵的介紹，更難能可貴的是對前沿研究動態的及時追蹤和係統性梳理。我尤其欣賞其中對於新型傳輸介質和調製格式的探討，作者並沒有迴避那些尚未完全成熟但極具潛力的技術方嚮，而是用一種審慎而客觀的態度進行瞭剖析，這使得這本書不僅具有很高的教學價值，同時也成為瞭一個極佳的研究參考資料庫。閱讀過程中，我多次被一些精妙的類比和直觀的解釋所摺服，這些技巧極大地降低瞭理解高深物理現象的認知門檻。例如，在解釋光縴中非綫性效應時，作者構建的物理圖像非常生動，使得原本枯燥的數學方程背後蘊含的物理意義躍然紙上。這種將復雜的學術內容轉化為易於理解的知識塊的能力，是衡量一本優秀技術著作的重要標準，而這本書無疑達到瞭很高的水準。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得恰到好處，它懂得何時需要放慢腳步，詳細論證；何時又需要快速推進，概括總結。在介紹一些基礎概念時，作者似乎扮演瞭一位經驗豐富、耐心十足的導師，不厭其煩地從最基本的物理定律齣發，確保讀者打下紮實的基礎。然而，當進入到係統集成和性能評估部分時，節奏明顯加快，信息密度陡增，要求讀者調動起之前積纍的所有知識儲備進行綜閤運用。這種“張弛有度”的寫作策略，使得讀者在學習過程中既不會因為過於簡單的內容感到枯燥乏味，也不會在麵對復雜難題時感到壓力過大而放棄。它成功地在“學術深度”與“可讀性”之間找到瞭一個精妙的平衡點，這使得這本書不僅適閤作為正規課程的教材，也同樣適閤那些希望自學並深入掌握該領域的業界人士。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量，是其專業性之外的另一大亮點。在涉及復雜光路結構和器件原理時，那些手工繪製的示意圖清晰、準確，每一個元件的相對位置和信號流嚮都標注得一清二楚，極大地彌補瞭純文字描述的不足。與市麵上一些圖示模糊不清、難以分辨細節的書籍相比，這本書在視覺呈現上做到瞭極緻的專業化處理。此外，書中的術語一緻性做得非常好，從頭到尾對關鍵概念都保持瞭統一的稱謂和符號，這對於需要反復查閱和引用的讀者來說，極大地減少瞭因術語混淆而産生的學習障礙。排版上，閤理的行間距和字體選擇，使得長時間閱讀也不會感到視覺疲勞，體現瞭齣版方對知識傳播媒介細節的重視，這在技術書籍中往往是被忽視的一環，但對學習體驗卻有著決定性的影響。

評分☆☆☆☆☆

這本書最值得稱道的一點，是它對於工程實踐中“為什麼”的深入探究，而非僅僅停留在“是什麼”的描述。很多理論書籍會詳細介紹某個算法或器件的工作原理，但很少會深入剖析在真實世界中，工程師們是如何權衡不同方案的優劣，以及做齣取捨的背後所依據的經濟性、可靠性和可製造性考量。這本書在討論特定光縴技術方案時，總會穿插一些“旁白”，類似於資深專傢的經驗分享，解釋某些在教科書中被簡化或忽略的實際限製條件。例如，它會討論某一特定光縴類型在長距離傳輸中，麵對溫度變化和機械應力時的實際錶現，以及如何通過優化連接點來保證係統的長期穩定性。這種高度的“實用主義”視角，極大地提升瞭這本書的價值，讓讀者感覺自己讀的不僅僅是一本理論著作，更是一份結閤瞭理論洞察與現場智慧的工程指南，對於誌在從事光通信研發與維護工作的專業人員而言，是不可多得的良師益友。