通信光電子器件與係統的測量及仿真 9787030260970 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

趙同剛等 著

圖書標籤:

• 通信光電子
• 光通信
• 器件測量
• 係統仿真
• 光電器件
• 測試技術
• 模擬仿真
• 高等教育
• 電子工程
• 信息技術

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030260970

商品編碼：29672503557

包裝：平裝

齣版時間：2017-07-01

基本信息

書名:通信光電子器件與係統的測量及仿真

定價：45.00元

售價：30.6元,便宜14.4元,摺扣68

作者:趙同剛等

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-07-01

ISBN：9787030260970

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

導語_點評_推薦詞

內容提要

目錄

作者介紹

文摘

序言

探索微觀世界的奧秘：精密測量與虛擬現實的交融 本書以嚴謹求實的科學態度，深入剖析瞭通信光電子器件與係統領域前沿的測量技術及其背後的仿真理論。在信息爆炸的時代，光通信作為信息傳輸的“高速公路”，其核心組件——光電子器件的性能直接決定瞭通信係統的效率與可靠性。而理解這些器件的特性，乃至整個係統的運行機製，離不開精準的測量手段和強大的仿真工具。本書正是緻力於為讀者搭建一座連接微觀世界精妙運作與宏觀係統高效通信的橋梁。 第一篇：精密測量的基石——光電子器件的量化分析 在通信光電子領域，任何一個微小的參數偏差都可能對整個係統的性能産生顯著影響。因此，掌握一套全麵、精確的測量方法是理解和優化器件性能的關鍵。本篇將從基礎齣發，逐步深入，揭示光電子器件的各項關鍵參數是如何被嚴謹量化，並呈現其內在規律。 光信號的“指紋”——光譜分析的藝術： 光信號的波長分布如同其獨特的“指紋”，包含瞭豐富的器件特性信息。本書將詳細介紹各種光譜分析儀的工作原理，包括色散元件（如光柵、棱鏡）的衍射/摺射原理、探測器的響應機製，以及如何通過分析光譜的中心波長、光譜寬度（FWHM）、邊模抑製比（SMSR）等參數，來評估光源的純淨度、穩定性以及對噪聲的抑製能力。我們將探討不同類型光源（如激光器、LED）的光譜特性及其影響因素，並介紹如何利用光譜儀進行動態光譜分析，捕捉瞬態光譜變化。 光功率的“脈搏”——光功率計的精準衡量： 光功率是衡量光信號強度的直接指標，也是評估光傳輸損耗、光源輸齣能力的重要依據。本書將係統講解各類光功率計（如熱電堆式、光電二極管式）的工作原理，包括其響應範圍、測量精度、校準方法等。我們將深入分析光功率測量中的誤差來源，如波長依賴性、環境溫度影響、偏振效應等，並提供相應的校正和優化策略。此外，針對通信係統中的復雜光信號，如調製信號，我們將探討如何進行平均功率、峰值功率和瞬時功率的測量，以及不同測量模式的適用場景。 光強度的“呼吸”——光電探測器的靈敏度與響應速度： 光電探測器是光信號轉換為電信號的關鍵器件，其靈敏度、響應速度、動態範圍等參數直接影響著光接收機的性能。本書將深入剖析不同類型光電探測器（如PIN光電二極管、雪崩光電二極管APDs、光電倍增管PMTs）的工作機製，闡述光電轉換效率、量子效率、暗電流、噪聲等關鍵性能指標。我們將詳細介紹如何通過實驗測量這些參數，並分析其與器件結構、材料選擇、工作電壓等因素的關係。同時，針對高速通信的需求，我們將重點探討響應時間、帶寬、上升/下降時間等動態參數的測量方法，以及如何評估探測器的噪聲等效功率（NEP）和探測度（D）。 眼圖的“健康報告”——信號質量的直觀評估： 對於數字通信係統而言，眼圖是評估接收信號質量最直觀、最有效的工具。本書將詳細講解示波器作為眼圖分析核心的原理和操作，包括觸發方式、時基設置、垂直分辨率等關鍵參數的調整。我們將深入剖析眼圖的各個關鍵指標，如眼高、眼寬、抖動（Jitter）、串擾（Crosstalk）、上升/下降時間、過衝/下衝等，並闡述它們如何反映信號的失真程度、噪聲水平以及數據誤碼率（BER）。我們將通過實例演示，講解如何從眼圖中識彆常見的信號質量問題，並為係統優化提供指導。 光鏈路的“健康體檢”——傳輸損傷的量化錶徵： 在光縴傳輸過程中，信號會經曆多種損傷，如損耗、色散、非綫性效應等。本書將介紹一係列用於量化這些傳輸損傷的測量技術。我們將深入探討光時域反射儀（OTDR）的工作原理，分析其如何通過背嚮散射信號來檢測光縴的長度、損耗、接頭損耗、斷裂點等，並介紹其在故障定位和鏈路評估中的應用。此外，我們將介紹色散測量儀的工作原理，講解如何測量模式色散（MD）、偏振模色散（PMD）以及材料色散和波導色散，並分析這些色散對信號傳輸的影響。對於高密度波分復用（DWDM）係統，我們還將介紹信道功率、信道間隔、信噪比（OSNR）等關鍵參數的測量方法。 噪聲的“隱形殺手”——噪聲係數的精準測定： 噪聲是限製通信係統性能的重要因素。本書將深入講解噪聲的來源，包括散粒噪聲、熱噪聲、拍頻噪聲等，並介紹噪聲係數（Noise Figure, NF）這一關鍵性能指標的定義和測量方法。我們將詳細闡述如何利用噪聲係數分析儀進行準確測量，以及其在評估放大器、混頻器等器件噪聲性能中的重要作用。 第二篇：虛擬世界的“設計圖”——仿真技術的強大支撐 理論是實踐的指導，而仿真則是連接理論與實踐的紐帶。通過計算機仿真，我們能夠以較低的成本和極高的效率，預測器件和係統的行為，優化設計方案，甚至模擬極端工況，從而大大縮短研發周期，降低開發成本。本篇將聚焦於通信光電子器件與係統的仿真技術，揭示其背後的數學模型、算法原理以及廣泛應用。 建模的藝術——從微觀到宏觀的數學錶達： 仿真離不開精確的模型。本書將深入探討構建光電子器件仿真模型的核心方法。我們將從最基礎的物理原理齣發，如半導體器件的載流子輸運方程、光波的傳播方程（如波動方程、射綫方程），介紹如何將這些物理過程轉化為數學模型。我們將講解不同層次的模型精度，從基於基本物理定律的第一性原理仿真，到基於經驗數據和簡化假設的黑箱模型，並分析各種模型的優缺點及其適用場景。對於光縴傳輸，我們將介紹如何建立其損耗、色散、非綫性效應等物理過程的數學模型。對於器件模型，我們將詳細闡述如Drift-Diffusion模型用於半導體器件的仿真，FDTD (Finite-Difference Time-Domain)方法用於電磁波在復雜結構中的傳播模擬，以及Beam Propagation Method (BPM)用於分析光在光波導中的傳輸。 算法的精髓——數值計算的強大力量： 數學模型需要通過數值算法來實現。本書將詳細介紹實現光電子器件與係統仿真的常用數值算法。我們將講解有限元方法（FEM）、有限差分方法（FDM）、邊界元方法（BEM）等數值離散技術，以及它們在求解偏微分方程中的應用。對於涉及大量微觀物理過程的仿真，我們將介紹濛特卡洛方法的原理和應用。在傳輸仿真方麵，我們將詳細講解傳輸矩陣法以及有限差分時域法（FDTD）在模擬光縴損耗、色散和非綫性效應中的作用。我們將分析不同算法的收斂性、精度和計算效率，並指導讀者如何根據具體問題選擇閤適的算法。 軟件的實踐——主流仿真工具的應用解析： 理論與算法的結閤離不開強大的仿真軟件。本書將介紹當前主流的光電子器件與係統仿真軟件，如Lumerical（用於光學設計和仿真）、COMSOL Multiphysics（用於多物理場耦閤仿真）、OptiSystem（用於光通信係統級仿真）、MATLAB/Simulink（通用仿真平颱）等。我們將從用戶角度齣發，講解這些軟件的基本操作流程、常用的建模工具、後處理分析方法，並結閤具體實例，演示如何利用這些軟件構建和仿真各種光電子器件（如LED、激光器、光電探測器、光調製器）以及光通信係統（如點對點鏈路、WDM係統）。我們將重點關注如何將第一篇介紹的測量結果轉化為仿真模型的輸入參數，以及如何利用仿真結果來驗證和優化測量方案。 係統級仿真的魅力——從器件到網絡的全局視角： 仿真不僅僅局限於單個器件，更重要的是能夠實現整個光通信係統的級聯仿真。本書將深入探討係統級仿真技術，即如何將各個光電子器件的模型按照通信鏈路的拓撲結構進行連接，從而模擬整個係統的性能。我們將講解如何考慮器件之間的接口匹配、信號傳輸、噪聲纍積以及誤差傳播。通過係統級仿真，我們可以預測不同器件參數組閤對係統整體性能的影響，如數據速率、誤碼率、傳輸距離等，從而為係統設計提供最優化的解決方案。 虛擬驗證與設計優化——提升效率與降低成本： 仿真最核心的價值在於其虛擬驗證和設計優化能力。本書將通過大量實例，展示仿真如何在産品研發的各個階段發揮作用。例如，在器件設計階段，仿真可以快速迭代不同結構參數，尋找最佳性能點；在係統設計階段，仿真可以評估不同調製格式、編碼方案、功率分配策略的效果；在故障診斷階段，仿真可以模擬各種故障場景，幫助快速定位問題。我們將強調仿真如何顯著減少對昂貴物理樣機的依賴，從而大大縮短研發周期，降低開發成本，並提高産品的可靠性。 前沿技術的探索——新材料、新結構與新算法的融閤： 隨著光電子技術的不斷發展，新的材料（如二維材料、有機半導體）、新的結構（如超材料、納米光子器件）以及新的算法（如機器學習輔助仿真）層齣不窮。本書將對這些前沿領域的仿真應用進行展望，介紹如何利用仿真技術來探索和開發下一代光電子器件與係統。 結語： 《通信光電子器件與係統的測量及仿真》不僅是一本技術手冊，更是一本引導讀者探索光電世界奧秘的指南。通過係統掌握精密測量的方法，我們能夠撥開迷霧，洞察器件的真實錶現；通過熟練運用仿真技術，我們能夠描繪虛擬藍圖，預見係統的未來形態。測量與仿真，如同硬幣的兩麵，相互印證，相輔相成，共同驅動著通信光電子技術的飛速發展，為構建更高速、更智能、更可靠的信息化社會貢獻力量。本書旨在為廣大學者、工程師以及對光電子技術充滿熱情的讀者，提供一套係統、深入的學習框架，讓他們能夠遊刃有餘地駕馭這一激動人心的技術領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的亮點之一在於它對“係統”層麵的關注，而不是僅僅停留在單個器件的層麵。在光通信領域，器件性能的優劣最終要體現在整個係統傳輸質量上。這本書深入探討瞭器件參數如何耦閤，影響到係統的誤碼率、信噪比等關鍵指標。我尤其欣賞作者在討論各種調製格式和傳輸架構時的深度分析，這使得我對如何優化整個光傳輸網絡有瞭全新的理解。它不再是孤立地看待光縴、激光器或探測器，而是將它們有機地結閤起來，從係統工程的角度去審視問題，這對於我未來從事網絡設計工作至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本關於光電子器件與係統的測量和仿真的書，簡直是為我這種剛剛踏入這個領域的新手量身定製的。我過去在做實驗時，常常感到迷茫，不知道如何正確地搭建測試平颱，如何解讀那些復雜的波形和數據。這本書就像一位經驗豐富的老教授，一步步地帶著我從最基礎的光路搭建講起，深入淺齣地講解瞭各種測量儀器的原理和使用技巧。特彆是關於噪聲分析和誤差處理的部分，講解得非常細緻，讓我對實驗結果的可靠性有瞭更深的認識。而且，書中還提供瞭大量的工程實例和實際操作建議，讓我覺得這些理論知識真的能夠落地生根，而不是停留在書本上。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對仿真軟件的使用一直心存畏懼，覺得那東西太高深莫測瞭。但是這本書對仿真部分的講解，完全顛覆瞭我的看法。它不僅介紹瞭各種主流仿真工具的界麵和基本操作，更重要的是，它把物理模型的建立和參數設置講得極其透徹。我按照書中的步驟，成功地對一個簡單的光通信鏈路進行瞭建模和仿真，並且得到瞭與理論預期非常吻閤的結果。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的學習路徑，極大地增強瞭我的自信心。書中的圖文並茂的例子，讓復雜的數學公式變得直觀易懂，感覺自己一下子掌握瞭駕馭仿真工具的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和語言風格非常嚴謹且專業，這對於閱讀體驗來說是一個加分項。我發現作者在行文過程中，非常注重邏輯的連貫性和術語的精確性，幾乎沒有齣現含糊不清或容易引起歧義的描述。對於那些涉及復雜物理過程的章節，作者巧妙地運用瞭類比和流程圖來輔助說明，使得整個閱讀過程流暢且富有啓發性。即便是麵對晦澀的電磁場理論基礎部分，也能感受到作者在努力為讀者搭建一座堅實的理解橋梁。總的來說，這是一本兼具學術深度和工程實踐價值的優秀教材和參考手冊。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的光電工程師，我手頭已經有不少參考資料，但這本書的“前沿性”和“實用性”的結閤度非常高。它並沒有一味地堆砌陳舊的知識點，而是緊跟行業發展，探討瞭諸如高速光模塊的測試挑戰、以及新型半導體激光器的特性分析。書中的一些高級測試方法，比如相乾檢測技術的應用解析，讓我學到瞭不少教科書上沒有涉及的“乾貨”。每讀完一個章節，我都會立刻思考如何在手頭的項目中應用這些新方法，這極大地提高瞭我的工作效率和解決問題的能力。這本書無疑是我案頭必備的“工具箱”之一。