光縴通信中的光波技術 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
• 光縴
• 通信
• 物理層
• 調製
• 編碼
• 光器件
• 網絡
• 信息技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030302908

商品編碼：29729530176

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

：60.00元

售價：40.8元,便宜19.2元,摺扣68

作者:李齊良

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2011-03-01

ISBN：9787030302908

字數：363000

頁碼：287

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.440kg

編輯推薦

內容提要

　　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

作者介紹

文摘

序言

《光場操控與信息傳輸：顛覆性光學前沿技術概覽》 內容簡介： 本書並非一本關於“光縴通信中的光波技術”的著作，而是緻力於為讀者呈現一個更為宏觀、更具前瞻性的光學領域視野。我們將目光聚焦於那些正在深刻改變我們認知世界、交互方式乃至未來科技發展方嚮的顛覆性光波技術，重點探討其核心原理、前沿進展以及潛在的應用前景。本書旨在為對光學科學與技術抱有濃厚興趣的科研人員、工程師、學生以及相關領域的愛好者，提供一份詳盡而深入的導覽，幫助理解當前光學研究的脈搏，洞察未來的發展趨勢。 第一章：超越傳輸介質的光場調控藝術 傳統的通信技術，無論是有綫還是無綫，往往依賴於特定介質來傳遞信息。而本書的第一章，將帶領讀者走進一個全新的維度——光場的自由操控。我們將深入剖析“光場”這一概念的本質，它不僅僅是光的振幅和相位，更包含瞭光波的偏振、空間分布、時間演化等豐富的自由度。 渦鏇光（Vortex Optical Beams）： 深入講解渦鏇光的産生原理，特彆是基於空間光調製器（SLM）和螺鏇相位闆等器件的生成技術。我們將詳細闡述渦鏇光攜帶的“軌道角動量”（OAM）及其在信息編碼上的巨大潛力。不同拓撲荷數的渦鏇光如何承載獨立的信息通道，以及如何實現多通道、高容量的信息傳輸，將是本章的重點。我們還會探討渦鏇光在光學捕獲、顯微成像、量子信息等領域的獨特應用。 矢量光束（Vector Beams）： 與傳統的均勻偏振光束不同，矢量光束的偏振態在空間上發生變化，呈現齣高度的空間各嚮異性。本章將詳細介紹如何生成各種類型的矢量光束，如徑嚮偏振光、角嚮偏振光等，並分析它們在聚焦性能上的優勢，例如實現“超衍射極限”的聚焦。我們將探討矢量光束在精密加工、高分辨率成像、非綫性光學等方麵的突破性應用。 光場重構與空間光場整形： 介紹如何通過計算光學方法，如基於相位恢復算法、機器學習等技術，對復雜的光場進行精確的測量和重構。更進一步，我們將探討如何主動地、動態地對光場進行整形，使其具備特定的空間分布、能量分布甚至傳播軌跡，為實現新型的光學器件和係統奠定基礎。 第二章：微納光學器件的魔力：聚焦與調控的極緻 微納光學是實現光波精細操控的關鍵技術。本章將聚焦於那些體積極小、功能強大的微納光學器件，它們是構建未來光學係統的基石。 超錶麵（Metasurfaces）： 作為一種二維的人工光學結構，超錶麵能夠以亞波長分辨率精確控製入射光波的振幅、相位和偏振。本章將詳細介紹超錶麵的設計原理，包括其結構單元（如納米偶極子、納弓形天綫等）的設計，以及如何通過改變單元的幾何形狀和材料屬性來實現對光波的定製化操控。我們將重點闡述超錶麵在實現超薄透鏡（Metalenses）、全息顯示、光束整形、甚至實現反常摺射和負摺射等前沿應用中的作用。 衍射光學元件（Diffractive Optical Elements, DOEs）： 盡管衍射光學元件並非新興技術，但其在微納製造工藝的進步下，正煥發齣新的生命力。本章將介紹基於計算設計的復雜衍射光學元件，它們能夠實現傳統光學元件難以完成的功能，例如多功能集成、對激光束的精確塑形以及高效的光束分束和閤束。 等離激元光學（Plasmonic Optics）： 介紹金屬納米結構與光相互作用産生的錶麵等離激元（Surface Plasmons）現象。我們將深入探討如何利用等離激元效應實現光子的局域化、增強光與物質的相互作用，以及其在納米光子學、傳感器、光學計算等領域的潛在應用。 第三章：量子光學：光子的奇妙世界 量子光學是理解和操控單個光子及其量子特性的前沿領域。本章將帶領讀者探索量子的微觀世界，理解光子的量子行為以及它們如何被用於實現超越經典限製的技術。 單光子源與單光子探測器： 介紹實現單光子發射和探測的關鍵技術，包括量子點、NV色心、半導體量子阱等單光子源，以及雪崩光電二極管（APD）、單光子雪崩二極管（SPAD）等單光子探測器。我們將探討這些器件的性能指標、製備挑戰以及在量子通信、量子計算和精密測量中的作用。 量子糾纏與量子疊加： 深入解釋量子糾纏這一奇特的量子現象，即兩個或多個光子之間存在一種超越經典物理學的關聯。我們將探討如何産生和操縱量子糾纏態，以及它在量子隱形傳態、量子密鑰分發（QKD）等領域的革命性應用。同時，我們將介紹光子的量子疊加原理，以及它在構建量子計算比特（Qubits）中的重要性。 量子光學在信息處理與傳感中的應用： 展望量子光學技術在未來信息處理（如量子通信網絡、量子計算）和高精度傳感（如量子計量、量子雷達）方麵的顛覆性潛力。我們將討論目前的研究進展和麵臨的挑戰。 第四章：非綫性光學：光與物質的非凡互動 當光強達到足夠高時，物質的響應不再是綫性的，由此産生的非綫性光學效應為光波的操控和信息處理開闢瞭新的途徑。 二次諧波/三次諧波産生（SHG/THG）： 介紹非綫性晶體如何將入射光的頻率轉化為其整數倍，從而産生更高能量的光子。我們將探討這些過程在激光頻率轉換、新型光源産生等方麵的應用。 剋爾效應（Kerr Effect）與斯托剋斯-反斯托剋斯拉曼散射（SRS/SERS）： 詳細介紹剋爾效應在光場調控中的作用，例如光誘導摺射率變化，以及其在光開關、光調製器等器件中的應用。我們將闡述拉曼散射在物質成分分析、分子識彆以及錶麵增強拉曼散射（SERS）在超靈敏檢測中的獨特價值。 受激布裏淵散射（SBS）與受激拉曼散射（SRS）： 深入研究受激散射過程如何實現光放大和頻率轉換，以及它們在光縴傳感、激光技術和新型光電器件中的應用。 第五章：生物與醫學光學：光照亮生命奧秘 光學技術在揭示生命奧秘、診斷疾病和治療疾病方麵扮演著越來越重要的角色。本章將聚焦於生物與醫學領域中的前沿光學應用。 先進顯微成像技術： 介紹超越衍射極限的光學顯微技術，如超分辨率顯微鏡（STED, PALM/STORM）、光片顯微鏡（Light-sheet microscopy）等，它們能夠以前所未有的分辨率觀察細胞內部結構和動態過程。我們將探討這些技術如何推動生命科學研究的發展。 光動力療法（Photodynamic Therapy, PDT）： 介紹利用光敏劑和特定波長光照來激活光敏劑，産生單綫態氧等活性氧物質，從而殺傷病變細胞（如癌細胞）的治療方法。我們將討論其原理、臨床應用和發展前景。 光學相乾層析成像（Optical Coherence Tomography, OCT）： 闡述OCT技術如何利用光的乾涉原理進行非侵入式、高分辨率的斷層成像，在眼科、皮膚科、心血管等領域的診斷應用。 第六章：光學計算與人工智能：光子的智能未來 人工智能（AI）的飛速發展離不開強大的計算能力。本章將探討光學計算的潛力，以及如何將光子與AI相結閤，創造齣全新的智能係統。 光學神經網絡（Optical Neural Networks）： 介紹如何利用光學器件（如超錶麵、波導陣列）實現神經網絡的計算功能，從而在速度、功耗和並行性方麵超越電子計算。我們將探討模擬光學計算和數字光學計算的最新進展。 光子加速器： 探討利用光子技術為傳統電子AI芯片提供算力加速，實現更高效、更低能耗的AI模型訓練和推理。 光場與深度學習的融閤： 討論如何利用先進的光場探測和處理技術，為深度學習提供更豐富的輸入信息，從而提升AI的感知能力和決策精度。 結論： 本書的最後一章將對全文進行總結，並對未來光學技術的發展趨勢進行展望。我們堅信，隨著基礎研究的不斷深入和工程技術的持續突破，光波技術必將在信息、能源、醫療、製造等各個領域掀起新的革命，為人類社會帶來更加美好的未來。本書旨在為讀者提供一個全麵的視角，激發大傢對光學這一迷人領域的探索熱情，共同見證和參與這場正在發生的科技變革。

評分☆☆☆☆☆

從一個剛剛接觸光通信領域研究生的角度來看，這本書的深度與廣度都達到瞭一個非常令人振奮的高度，但它最讓我感到震撼的是對超快光脈衝傳輸這一前沿領域的覆蓋。我原以為這本書會更側重於傳統的強度調製和常規的色散管理，但事實證明，作者對光孤子理論以及超短脈衝的産生和維持機製有著非常深刻的見解。書中對剋爾效應和自相位調製（SPM）的數學描述極其詳盡，公式的推導過程清晰到幾乎不需要讀者自己去“填補空白”。更關鍵的是，作者非常“實在”地討論瞭這些理論在實際光縴鏈路中應用時所麵臨的工程挑戰，比如如何精確控製皮秒乃至飛秒脈衝在長距離傳輸中的展寬和啁啾。他甚至花瞭一整節篇幅來討論基於光子集成電路（PIC）的片上光源的集成方法和麵臨的散熱問題，這明顯超齣瞭傳統“光縴通信”教材的範疇，觸及到瞭未來光互連的本質。這種將基礎物理、係統工程和新興器件技術熔於一爐的寫作風格，著實體現瞭作者深厚的學術功底和敏銳的行業洞察力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真的很有意思，封麵那深邃的藍色調，配上抽象的光綫交織圖形，初看之下就給人一種既專業又充滿神秘感的前沿科技氣息。我拿到書時，首先注意到的是它的紙質，觸感溫潤，油墨印刷的清晰度極高，即便是那些復雜的原理圖和波導結構示意圖，細節也展現得淋灕盡緻。我原本以為這是一本純理論的學術著作，但翻開第一章後纔發現，作者在敘述基礎概念時，非常注重與實際應用的結閤。比如，它詳盡地介紹瞭不同摻雜石英光縴的摺射率剖麵對模場分布的影響，這部分內容並非乾巴巴的數學公式堆砌，而是通過大量的工程實例來佐證理論的有效性。特彆是關於光縴的非綫性效應部分，我感覺作者的處理方式非常高明，他沒有止步於描述斯托剋斯和反斯托剋斯現象本身，而是深入探討瞭如何在實際超高速傳輸係統中，通過特定的泵浦光功率和信道間隔設計來有效抑製這些效應，這一點對於正在進行高容量DWDM係統優化的工程師來說，簡直是寶貴的參考資料。這本書的排版也很舒服，頁邊距適中，注釋清晰，即便是長時間閱讀，眼睛的疲勞感也比閱讀某些進口教材要輕得多。它成功地在嚴謹性與可讀性之間找到瞭一個絕佳的平衡點。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節邏輯編排堪稱教科書級彆的典範，層層遞進，渾然一體。我特彆欣賞作者在引入光縴放大器技術這一核心章節時的鋪陳。他沒有直接跳到摻鉺光縴放大器（EDFA）的能級結構分析，而是先迴顧瞭早期的光電再生中繼的局限性，為引入光放大技術提供瞭強烈的技術驅動力。這種“問題—解決方案”的敘述模式，極大地增強瞭讀者對所學知識的內在理解需求。當我讀到關於拉曼放大器（SOA）的特性對比時，作者居然引用瞭上世紀末幾篇裏程碑式的期刊論文中的原始實驗數據進行比對分析，這讓我感到非常驚喜。這錶明作者對該領域的發展脈絡瞭如指掌，不僅僅是停留在當前的主流技術上。此外，這本書的配套習題設計也相當巧妙，它們並非那種簡單的代數計算，而是常常設計成需要綜閤運用多個章節知識纔能求解的綜閤性工程分析題，例如要求設計一個特定帶寬的WDM係統，同時要考慮色散補償和非綫性抑製的優化配比。這使得學習過程不再是綫性的知識吸收，而更像是一個持續的、主動的解決問題的過程。

評分☆☆☆☆☆

從整體的參考價值來看，這本書的深度完全可以作為研究生階段的參考書目，但其結構設計又足夠友好，能讓有紮實電子學基礎的本科生作為深入學習的進階讀物。我個人最看重的一點是它對光電子器件與光縴的耦閤問題的處理。許多書籍會把光縴和器件（如激光器、探測器）視為兩個獨立的模塊進行講解，但這本書的作者明確指齣瞭兩者在封裝階段的“痛點”。他詳細分析瞭模場不匹配（MFD Mismatch）帶來的耦閤損耗，並引入瞭高效率的準共麵耦閤技術作為解決方案，甚至提到瞭先進的斜切端麵技術如何優化迴波損耗（ORL）。這些細節的討論，往往是初級教材和純理論書籍中缺失的，卻是決定實際産品成本和性能的關鍵所在。全書在收尾部分對未來光通信技術的發展趨勢進行瞭展望，從空分復用（SDM）到全光網絡，觀點前瞻且富有洞察力，讓人讀完後不僅掌握瞭現有技術，更能對未來的研究方嚮有所啓發。這本“工具書”的價值遠超其書本價格。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格雖然專業，但並不刻闆，反而有一種老派工程師特有的嚴謹和幽默感交織在一起的味道。例如，在介紹光縴連接器和熔接點的損耗分析時，作者用瞭一個非常形象的比喻，將光縴的端麵比作“宇宙飛船對接的精確度要求”，強調瞭微米級的對準對光功率預算的巨大影響。這種生活化的類比，有效地緩解瞭純技術描述帶來的枯燥感。我特彆喜歡它對光縴傳感技術這一分支的介紹，這部分內容在很多側重於高速傳輸的教材中常被一筆帶過，但這本書卻給瞭它足夠的篇幅，詳細闡述瞭基於布裏淵散射和瑞利散射的分布式溫度、應變感知的物理機製和信號處理算法。作者在闡述背嚮拉曼散射（BRS）和背嚮布裏淵散射（BBS）時，清晰地區分瞭兩者的帶寬特性差異及其在不同傳感應用中的適用性，這對於那些希望跨界應用光縴技術的讀者來說，無疑提供瞭清晰的路綫圖。這本書的價值在於，它不僅教你如何傳輸數據，還教你如何用光縴本身去“感知”世界。