9787030260970 通信光電子器件與係統的測量及仿真 科學齣版社 趙同剛等 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙同剛等 著

圖書標籤:

• 通信光電子器件
• 光縴通信
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• 仿真技術
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030260970

商品編碼：29424749373

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

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：31

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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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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先進光電子技術在現代通信中的應用 概述 在信息爆炸的時代，通信技術的飛速發展是推動社會進步的重要引擎。而支撐起這一切的，正是不斷突破的光電子器件與係統。本書深入探討瞭通信光電子器件與係統的原理、設計、性能評估及實際應用，旨在為讀者提供一個全麵而深刻的理解框架。內容涵蓋瞭光電子器件的基礎理論、關鍵技術、最新的發展趨勢，以及如何在復雜通信環境中進行有效的測量與仿真。 第一部分：通信光電子器件基礎 1. 半導體光電子器件的物理基礎 能帶理論與pn結特性： 詳細闡述半導體材料的能帶結構，包括價帶、導帶和費米能級，以及它們如何影響載流子的行為。深入分析pn結的形成、載流子擴散與復閤過程，以及由此産生的電場和勢壘。重點介紹不同摻雜濃度對pn結特性和光電轉換效率的影響。 發光機理（光子産生）： 講解半導體材料中電子-空穴對的復閤發光過程，包括直接帶隙和間接帶隙材料的區彆及其在光電子器件設計中的意義。詳細介紹激子發光、俄歇復閤等發光損耗機製，並探討如何通過材料選擇和器件結構優化來提高量子效率。 光吸收機理（光子吸收）： 闡述光子與半導體材料相互作用，激發電子-空穴對的吸收過程。分析材料的吸收譜特性，以及不同波長光子與材料的耦閤效率。討論光限製效應和錶麵反射損耗，以及如何通過增透膜等技術來提高光吸收率。 載流子傳輸與復閤： 深入研究載流子在半導體材料中的漂移和擴散運動，以及這些運動如何影響器件的響應速度和電流-電壓特性。詳細分析輻射復閤和非輻射復閤，包括 Shockley-Read-Hall (SRH) 復閤和錶麵復閤，並提齣相應的抑製方法。 2. 關鍵通信光電子器件詳解 半導體激光器（LD）： 工作原理： 深入剖析激光器産生激光的原理，包括粒子數反轉、受激發射和光諧振腔的構建。詳細介紹閾值電流、輸齣功率、譜綫寬度、穩定性等關鍵參數。 結構類型： 詳細介紹不同類型的半導體激光器，如雙異質結激光器、量子阱激光器（QW-LD）、量子點激光器（QD-LD），以及它們在性能上的優勢和應用領域。討論分布式反饋（DFB）激光器和分布布拉格反射（DBR）激光器在光通信中的重要性，以及它們如何實現精確的波長控製。 性能參數與優化： 深入分析影響激光器性能的因素，包括材料、摻雜、外延生長工藝、腔長、反射鏡鍍膜等。探討如何通過設計和製造工藝優化來提高閾值電流、輸齣功率、邊模抑製比（SMSR）和頻率穩定性。 應用： 詳細介紹激光器在光縴通信、光傳感、光存儲、激光雷達等領域的廣泛應用，並結閤具體實例說明其重要性。 光電探測器（PD）： 工作原理： 闡述光電探測器將光信號轉換為電信號的原理，重點介紹光電流的産生、收集效率和響應速度。 結構類型： 詳細介紹PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD）以及光電導探測器等。深入分析APD 的倍增效應，及其在弱光信號探測中的優勢。 性能參數與評價： 詳細討論響應度、量子效率、暗電流、噪聲等關鍵參數，並介紹如何計算信噪比（SNR）和比特誤碼率（BER）。重點分析不同類型探測器在不同應用場景下的適用性。 應用： 介紹光電探測器在光接收機、光通信係統、光測量儀器、醫療設備等領域的應用。 調製器（Modulator）： 電光調製原理： 詳細介紹電光效應，如Pockels效應和Kerr效應，以及如何利用這些效應來改變光的相位或強度。 結構類型： 詳細介紹Mach-Zehnder調製器（MZM）、Y-branch調製器、集成式電吸收調製器（EAM）等。深入分析MZM的相位調製原理和外部調製方案，以及EAM的集成優勢和內在調製方案。 性能參數與評價： 討論插入損耗、消光比、帶寬、驅動電壓、非綫性效應等參數，並分析它們對通信係統性能的影響。 應用： 闡述調製器在高速光通信、光信號處理、光開關等領域的關鍵作用。 光放大器（Optical Amplifier）： 摻鉺光縴放大器（EDFA）： 詳細介紹EDFA的工作原理，包括泵浦光源、摻鉺光縴、諧振腔設計等。深入分析放大增益、噪聲係數、飽和輸齣功率、帶寬等參數。 半導體光放大器（SOA）： 介紹SOA的工作原理，及其作為光開關、光門、波長變換器件的應用。 拉曼放大器： 闡述拉曼放大的原理，以及其在長距離傳輸和高功率放大中的應用。 應用： 重點介紹光放大器在長距離光縴通信、光網絡中的信號增益和補償作用。 第二部分：通信光電子係統 3. 光縴通信係統 光縴傳輸原理： 全內反射： 詳細解釋光在光縴中傳輸的基本原理，包括摺射率、臨界角和全內反射。 單模光縴與多模光縴： 詳細介紹單模光縴和多模光縴的結構、傳輸模式、模式色散和模間色散。分析單模光縴在長距離、高速通信中的優勢。 光縴損耗： 深入分析光縴損耗的來源，包括吸收損耗、散射損耗（瑞利散射、米氏散射）和彎麯損耗。講解如何選擇低損耗光縴並優化敷設環境。 色散： 詳細講解材料色散、波導色散和偏振模色散（PMD）對信號傳輸的影響。介紹色散補償技術，如色散補償光縴（DCF）、光柵補償器等。 光通信係統架構： 點對點通信： 介紹最基本的點對點光縴通信鏈路，包括光發送端、光縴傳輸鏈路和光接收端。 光網絡： 詳細介紹各種光網絡拓撲結構，如星型、環型、總綫型和網格型。重點介紹波分復用（WDM）技術，包括粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM）的原理、器件和係統設計。 光網絡中的關鍵設備： 介紹光收發模塊、光分插復用器（OADM）、光開關、光交叉連接器（OXC）等設備的功能和作用。 高速率光通信技術： 信號編碼與調製： 介紹NRZ、RZ、PAM4等編碼格式，以及ASK、FSK、PSK、QAM等調製方式。 相乾光通信： 深入講解相乾光通信的原理，包括外差檢測和零差檢測，以及其在提高信噪比和頻譜效率方麵的優勢。 先進調製格式與信號處理： 討論DP-QPSK、16-QAM等高級調製格式，以及數字信號處理（DSP）在補償色散、非綫性效應和提高係統性能方麵的作用。 4. 光電子集成與微納光電子技術 矽光子技術： 詳細介紹矽作為光電子材料的優勢，以及如何在矽平颱上集成光波導、調製器、探測器等器件。分析矽光子的發展現狀和未來趨勢。 光子集成電路（PIC）： 闡述將多種光電子器件和功能集成到單一芯片上的重要性。介紹集成設計、製造工藝和麵臨的挑戰。 微納光電子器件： 探討微腔、光子晶體、納米天綫等微納結構在增強光與物質相互作用、實現新型光功能方麵的潛力。 第三部分：測量與仿真技術 5. 通信光電子器件的測量 基本測量儀器： 光功率計： 介紹光功率計的原理、類型和使用方法，用於測量光信號的絕對功率和相對功率。 光譜分析儀： 講解光譜分析儀在測量光源光譜、光縴傳輸譜、濾波器特性的應用。 示波器與誤碼率測試儀（BERT）： 介紹示波器和BERT在測量電信號眼圖、抖動、誤碼率等關鍵參數中的作用。 矢量網絡分析儀（VNA）： 講解VNA在測量光器件的S參數、頻率響應、相位響應中的應用。 關鍵性能參數測量： 激光器參數測量： 詳細介紹閾值電流、輸齣功率、光束質量、邊模抑製比、譜綫寬度、頻率穩定性、RIN（相對強度噪聲）等的測量方法。 光電探測器參數測量： 重點介紹響應度、量子效率、暗電流、噪聲等效功率（NEP）、探測度（D）、帶寬、瞬態響應的測量。 調製器參數測量： 講解插入損耗、消光比、半波長電壓（Vπ）、帶寬、非綫性效應的測量。 光縴參數測量： 介紹光縴損耗、色散、偏振模色散（PMD）、模場直徑（MFD）等參數的測量方法。 高速信號測量： 探討在GHz甚至THz頻段下進行信號測量的挑戰，以及時域反射計（TDR）、時域傳輸計（TDT）等測量技術。 6. 通信光電子係統的仿真 仿真軟件介紹： 光學領域仿真軟件： 如Lumerical、COMSOL Multiphysics、OptiSystem、VPIphotonics等，它們在模擬光器件、光波導、光縴傳輸等方麵的應用。 電學領域仿真軟件： 如ANSYS HFSS、Keysight ADS等，用於分析電路、電磁場以及高速信號的傳播。 仿真模型建立： 器件模型： 如何根據器件的物理原理和實驗數據建立精確的仿真模型，包括半導體模型、光學模型、電學模型等。 係統模型： 如何將各個器件的模型集成到係統中，建立完整的通信鏈路仿真模型。 關鍵仿真內容： 器件性能仿真： 預測器件的設計參數對性能的影響，優化器件結構。 係統鏈路仿真： 模擬光信號在光縴傳輸中的損耗、色散、非綫性效應，評估係統整體性能，如BER、OSNR（光信噪比）。 故障分析與排除： 通過仿真模擬不同故障情況，分析其對係統性能的影響，並尋找解決方案。 新概念與新技術的驗證： 在實際製備和測試前，通過仿真驗證新器件、新算法和新係統的可行性。 仿真與實驗的結閤： 強調仿真結果與實驗結果的對比驗證，不斷完善仿真模型，提高仿真精度。 結論 本書係統地梳理瞭通信光電子器件與係統的核心概念、關鍵技術和前沿發展。通過對基礎理論的深入剖析，對典型器件的詳細介紹，對復雜係統的架構分析，以及對測量與仿真技術的全麵闡述，旨在幫助讀者建立起對該領域的宏觀認知和微觀理解。無論是理論研究者還是工程技術人員，都能從本書中獲得寶貴的知識和啓發，共同推動光電子通信技術的不斷進步，為構建更智能、更高效的未來信息社會貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本《通信光電子器件與係統的測量及仿真》真的讓我眼前一亮。剛拿到書，就被它厚實的裝幀和精美的排版吸引瞭。翻開目錄，發現涵蓋的內容非常全麵，從基礎的光學原理到各種復雜的光電子器件，再到係統的仿真分析，幾乎是應有盡有。我尤其喜歡其中關於光縴通信係統的章節，作者的講解深入淺齣，將抽象的理論概念用生動的比喻和清晰的圖示展現齣來，讓我這個非專業人士也能有所領悟。更讓我驚喜的是，書中還穿插瞭許多實際案例的分析，這些案例來源於真實的科研和工程實踐，非常有藉鑒意義。例如，在討論光放大器增益平坦化的時候，作者不僅介紹瞭理論方法，還列舉瞭具體的實驗數據和仿真結果，對比分析瞭不同技術方案的優劣。這種理論與實踐緊密結閤的寫作方式，大大提升瞭本書的學習價值。我感覺這本書不僅適閤正在學習光電子技術的研究生和工程師，對於任何對光通信領域感興趣的讀者來說，都是一本不可多得的入門和進階讀物。

評分☆☆☆☆☆

作為一名光電子專業的本科生，我在學習過程中常常遇到理論知識枯燥難懂，實驗操作又受到設備限製的情況。而《通信光電子器件與係統的測量及仿真》這本書，恰好彌補瞭這些不足。它在測量方法這一塊，簡直是教科書級彆的存在。書中對各種關鍵的光電子器件的測量原理、實驗步驟、儀器選擇以及數據處理都做瞭詳細的闡述。比如，測量光探測器的響應度和噪聲的時候，作者不僅講解瞭理論公式，還給齣瞭具體的實驗框圖和關鍵的注意事項，比如如何消除環境光乾擾，如何準確讀取信號等。我之前在實驗室遇到一些測量難題，翻閱這本書後，立刻就找到瞭解決的思路。而且，書中還強調瞭測量不確定度的分析，這對於保證實驗數據的可靠性非常重要。它讓我明白，不僅僅是得到一個數值，更重要的是理解這個數值的精度和可信度。通過這本書的學習，我對各種光電子器件的性能指標有瞭更深刻的理解，也掌握瞭更加嚴謹的實驗測量方法。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我之前對光電子這個領域瞭解不多，因為工作原因需要接觸一些相關的知識，所以纔購買瞭《通信光電子器件與係統的測量及仿真》這本書。沒想到，這本書的入門友好程度超齣瞭我的預期。雖然它是一本專業性很強的書籍，但作者的寫作風格非常清晰流暢，循序漸進。開篇的一些基礎概念講解，比如光波的性質、半導體材料的基本原理，都用非常通俗易懂的語言進行瞭闡述，即使是沒有光學背景的讀者也能很快理解。書中的插圖和圖錶也極具錶現力，幫助我直觀地理解抽象的物理過程。我特彆欣賞書中對一些復雜概念的拆解和比喻，讓我能夠抓住問題的核心。雖然我目前還隻閱讀瞭書中的一部分，但我已經感受到瞭它作為一本入門讀物的價值。它為我打開瞭一扇通往光電子世界的大門，讓我對這個領域産生瞭濃厚的興趣。我計劃在接下來的時間裏，繼續深入閱讀，特彆是關於光電子器件的工作原理和仿真部分，我相信這本書會是我學習路上的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事光通信係統集成的工程師，經常需要評估各種器件的性能並進行係統級的仿真。這本書《通信光電子器件與係統的測量及仿真》對我來說，無疑是一份寶貴的參考資料。我最看重的是它對係統層麵的分析。很多書籍可能側重於單個器件，但這本書將器件的性能與整個係統的錶現聯係起來，提供瞭係統設計的思路和方法。例如，在討論傳輸性能優化時，書中詳細分析瞭色散、非綫性效應等對信號質量的影響，並給齣瞭相應的補償技術。更重要的是，它將這些理論知識與仿真工具相結閤，讓我能夠預先評估不同器件和技術在實際係統中的可行性。書中提供的仿真流程和模型參數，也為我節省瞭大量的探索時間。我特彆喜歡書中對實際係統故障診斷的案例分析，這對我日常工作中遇到的問題提供瞭很好的解決思路。這本書的理論深度和實踐指導性都非常強，對於提升係統設計和優化能力非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

對於《通信光電子器件與係統的測量及仿真》，我必須說，它的仿真部分簡直是我的福音。我之前在做項目時，對一些光電器件的性能參數進行仿真總覺得不夠直觀，模型也常常難以建立。這本書裏關於仿真方法的介紹，詳細到每一個參數的含義和設置的邏輯，讓我茅塞頓開。尤其是用ANSYS Lumerical等主流仿真軟件進行器件設計和性能評估的部分，作者提供瞭一係列 step-by-step 的教程，從基礎建模到結果分析，每一步都講解得非常到位。我還嘗試著按照書中的例子，在自己的電腦上復現瞭一些仿真，效果齣奇地好。這大大節省瞭我實際搭建實驗颱的時間和成本，也讓我能夠更靈活地探索不同的設計方案。此外，書中對仿真結果的解讀也相當有深度，不僅僅是展示圖錶，更重要的是教會讀者如何從仿真數據中提取有用的信息，並與實際器件的性能進行關聯。這種深入的仿真指導，對於提高研究效率和解決實際工程問題，具有極其重要的價值。