远程通信中的非线性光学（影印版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[德] 施奈德（Schenider T.） 著

图书标签:

• 非线性光学
• 远程通信
• 光通信
• 光学工程
• 影印版
• 通信工程
• 物理学
• 电子工程
• 信息技术
• 光学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030187901

版次：1

商品编码：10549402

包装：精装

丛书名： 国外物理名著系列8

出版时间：2007-04-01

用纸：胶版纸

页数：415

字数：510000

正文语种：英文

内容简介

《远程通信中的非线性光学（影印版）》全面、系统地从物理学的观点考察了非线性效应，并讨论了利用非线性效应提高信号容量的相关问题。更大的带宽、更密的频道间隔和更高的信号强度使得非线性效应在远程通信系统性能中的作用更加重要。《远程通信中的非线性光学（影印版）》包含了作者丰富的实践经验和实验结果，分别讨论了非线性效应在信号处理、超快光学开关、波长转换、非线性放大以及光学相位中的应用，《远程通信中的非线性光学（影印版）》作者——德国电信的施奈德（Thomas Schneider）向读者展现了如何利用非线性效应来增加带宽以及克服先前局限的创新想法。《远程通信中的非线性光学（影印版）》每章后配有总结和习题，可以作为研究生教材使用。

目录

1.Introduction
PartⅠ.Fundamentals of Linear and Nonlinear Optics
2.Overveiw of Linear Optical Effects
2.1 The Wave Equation for Linear Media
2.2 Solution fo the Linear Wave Equation
2.3 The Harmonic Oscillator Moder
2.4 Attenuation
2.5 Amplification
2.6 The Refractive Index
2.7 Birefringence
Summary
Exercises
3.Optical Telecommunicaltions
3.1 Fiber Types
3.2 Single Mode Fibers
3.3 Highly Nonlinear and Photonic Fibers
3.4 Modulation
3.5 Optical Transport Technologies
Summary
Exercises
4.Nonlinear Effects
4.1 The Nonlinear Oscillator
4.2 Nonlinear Polarzation
4.3 The Nonlinear Susceptibility
4.4 The Nonlinear Wave Eqution
4.5 Second Order Nonlinear Phenomena
4.6 Thired Orer Nonlinear Phenomena
4.7 The Nonlinear Refractive Index
4.8 Effective Area and Nonlinear Coefficient
4.9 Effective Length
4.10 Phase Matching
4.11 Capacity Limit of Optical Fibers
Summary
Exercises

PartⅡ.Nonlinear Effects in Optical Waveguides
5.The Nonlinear Schrodinger Equation
6.Self-and Cross-Phase Modulation
7.Four-Wave-Mixing（FWM）
8.Intrachannel Nonlinear Effects
9.Solitons
10.Raman Scattering
11.Brillouin Scattering

PartⅢ.Applications of Nonlinear Effects in Telecommunications
12.Optical Signal Processing
13.Nonlinear Lasers and Amplifiers
14.Nonlinear Optical Phase Conjugation
A.Appendices
References
Index

前言/序言

远程通信中的关键技术与前沿探索 本书聚焦于现代远程通信领域中至关重要的理论基础、核心技术以及新兴的研究方向，旨在为相关领域的专业人士、科研人员及高年级学生提供一套系统、深入且具有前瞻性的知识体系。本书内容涵盖了从经典信号传输到未来高速光网络架构的演进，重点探讨了如何克服当前通信系统面临的物理限制和容量瓶颈。 --- 第一部分：通信系统基础与性能优化 本部分首先回顾了现代通信系统（包括有线和无线）的通用框架，并深入分析了限制系统性能的关键因素。 第一章：现代通信系统的物理层挑战 本章详细阐述了信息在传输介质中传播时所遭遇的各种物理效应。重点讨论了损耗、色散和噪声对信号完整性的影响。 信道建模与等效电路： 建立适用于不同传输介质（如光纤、同轴电缆和自由空间）的数学模型。分析如何利用矩阵方法描述多端口网络中的信号衰减与相位延迟。 噪声理论的深化应用： 区分热噪声、散粒噪声和诱发噪声。详细分析高频段和高增益放大器中的噪声系数（Noise Figure）计算及其对系统底噪的影响。 时域与频域的相互作用： 阐述傅里叶变换在分析脉冲展宽（Dispersion）中的核心地位。引入群速度色散（GVD）和高阶色散（HOD）的概念，并解析其在长距离传输中的累积效应。 第二章：先进的调制与编码技术 现代通信的容量提升主要依赖于对频谱资源的精细化利用。本章深入探讨了超越传统幅度、频率、相位调制的复杂调制格式。 高阶QAM与MIMO系统： 详细介绍正交幅度调制（QAM）的原理，特别是当阶数升高时，星座点间距的减小对信噪比（SNR）的要求。阐述多输入多输出（MIMO）技术在空间复用和空间复用增益上的实现机制，包括预编码（Precoding）和迫零（ZF）均衡技术。 相干检测与偏振复用（PDM）： 相干接收机是高速光通信的基石。本章解释了相干检测如何通过本地振荡器恢复信号的完整相位信息。PDM技术如何将两个正交偏振态的光波携带的数据流进行叠加复用，从而使频谱效率翻倍。 前向纠错编码（FEC）的革新： 探讨了从维特比译码到现代强大的迭代译码算法，如低密度奇偶校验码（LDPC）和Bose–Chaudhuri–Hocquenghem (BCH) 码。分析了这些编码方案如何利用更高的编码增益，在接近香农极限的条件下实现可靠传输。 --- 第二部分：光纤通信系统的核心机制 本部分将焦点集中于现代光纤通信网络，这是当前绝大多数远程数据传输的物理载体。 第三章：光纤传输介质的特性与限制 深入剖析不同类型光纤（单模光纤、多模光纤）的特性，以及非线性效应如何成为限制单信道传输速率的终极瓶颈。 光纤的非线性效应基础： 详尽分析自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）的机理。解释这些效应如何导致频谱展宽、相位噪声以及信道间的串扰。 光纤非线性抑制策略： 介绍应对非线性影响的工程手段，包括优化光纤的有效面积 ($A_{ ext{eff}}$)、精确控制色散补偿（如使用高色散补偿光纤或分布式色散补偿）、以及采用具有良好抗非线性特性的新型光纤结构。 传输窗口与波分复用（WDM）： 讨论C波段和L波段的工作原理。系统介绍密集波分复用（DWDM）中的通道间隔、通道化、以及光放大器（如掺铒光纤放大器EDFA）的增益平坦化技术。 第四章：高速光网络的架构与动态管理 本章探讨如何构建能够动态适应流量需求和网络拓扑变化的高速光网络。 光放大与信号再生： 阐述EDFA的工作原理及其噪声特性。对比传统光电-电光（O-E-O）再生与纯光再生技术的优缺点。 光电混合交换技术： 介绍波长选择开关（WSS）和光交叉连接（OXC）设备在构建可重构的光网络中的作用。探讨如何实现波长路由的动态分配和冲突避免。 光电融合接口与速率匹配： 分析高速电子器件（如硅光子芯片上的调制器和探测器）在光电接口中的集成趋势。讨论如何通过先进的电子信号处理（DSP）来补偿光层面的损伤，实现“光塑性”。 --- 第三部分：前沿探索与未来展望 本部分将目光投向下一代通信系统的关键技术方向，这些技术有望突破当前100G/400G系统的物理极限。 第五章：空分复用与多维传输 为了指数级提升容量，研究人员正在探索利用光场的其他维度进行信息承载。 轨道角动量（OAM）复用： 详细介绍螺旋相位板产生的OAM光束，及其作为独立信道的潜力。分析OAM在自由空间和光纤中传输的挑战，特别是模间耦合（Mode Coupling）问题的解决思路。 模分复用（MDM）： 探讨利用光纤内部的多个横向模式（如LP模式或少模光纤的Higher-Order Modes）承载数据流的技术。重点讲解如何设计和实现高效的模式复用器/解复用器，以及如何在接收端通过模式基函数展开或机器学习方法进行模式分离。 空分复用（SDM）的集成： 对比少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF）、多芯光纤（Multi-Core Fiber, MCF）的物理结构和性能差异，分析这些SDM技术在超大容量传输中的实际应用前景。 第六章：面向人工智能的通信系统优化 人工智能和机器学习正在重塑通信系统的设计、操作和维护方式。 AI驱动的信道估计与均衡： 阐述如何利用深度神经网络（DNN）替代传统的迭代算法，实现更快速、更准确的信道均衡，尤其是在处理复杂的非线性损伤时。 网络资源动态调度与优化： 介绍强化学习（RL）在动态波长分配、功率控制和流量整形中的应用，以最大化网络吞吐量和能效。 故障预测与自愈网络： 探讨基于大数据的异常检测模型，如何提前识别设备性能下降的趋势，实现通信网络的自动化维护和零停机时间运行。 --- 本书总结了远程通信领域中从基础理论到最前沿技术实现的完整知识链条，尤其强调了信号处理、光纤物理和网络架构设计三者间的紧密联系。通过对最新研究成果的梳理和工程实践的深度剖析，读者将能够全面掌握构建未来超高速、高可靠性通信系统的关键能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简直让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，透着一股经典与专业的味道。拿到手里沉甸甸的感觉，就让人觉得这不仅仅是一本普通的教材，更像是一件值得收藏的艺术品。纸张的质感非常细腻，印刷清晰，即便是那些复杂的公式和图表，也能看得一清二楚，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。我特别欣赏出版社在细节上的用心，比如书脊的处理，既坚固又美观，即便是经常翻阅也不会轻易散架。这本书的排版布局也做得非常合理，段落之间的留白恰到好处，使得阅读的节奏感很强，不会让人感到局促或信息过载。总体来说，从物理层面上讲，这本书的制作水平完全达到了国际一流的水准，为深入学习打下了非常好的物质基础。那种捧着它，感受着纸张和油墨的触感，就仿佛已经踏入了学术殿堂的感觉，是电子书无法替代的体验。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在实验室工作的研究人员，我发现这本书的实践指导意义远超我的预期。它不仅仅停留在理论的象牙塔中，而是将理论知识与实际工程应用紧密结合起来。书中对特定光学器件的工作原理分析得极其透彻，例如，它详细剖析了不同类型波导结构中光束传输的特性，这对我们设计新的光子集成电路至关重要。特别是关于噪声抑制和信号完整性的章节，提供了非常具体的数学工具和工程考量，这些都是在日常工作中经常需要面对的“硬骨头”。即便是那些看似抽象的非线性效应，书中也通过大量的案例说明了它们在实际激光系统和光纤通信中的具体表现和影响，这使得我能够更有效地诊断和优化现有系统，少走了不少弯路。可以说，这本书是连接基础物理与前沿工程之间一座不可或缺的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术价值体现在其对前沿研究动态的把握上。我注意到其中收录了一些近年来才被广泛讨论的新兴领域，这表明编者或译者团队具备极强的学术敏感度和前瞻性。例如，关于超快光脉冲的产生与操控这一部分，不仅仅是简单地介绍了克尔效应，而是深入探讨了孤子动力学在复杂介质中的演化规律，并联系到了最新的光孤子器件的研究进展。这种对知识的“保鲜”做得非常到位，确保了读者获取的知识是处于学科前沿的。阅读这样的书籍，最大的收获就是能够站在巨人的肩膀上，快速地将自己的研究方向与当前国际学术热点对齐，避免了在已经成熟的领域上做重复的劳动。它有效地将一个庞大的知识体系进行了一次高质量的提炼和筛选，非常适合希望快速进入某一细分领域的研究生和青年学者。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来说，这本书的结构安排是极其严谨和富有节奏感的。开篇铺垫扎实，为后续的复杂内容打下了坚实的基础，读起来没有丝毫的跳跃感或突兀感。每一个章节的末尾都附带了精心设计的习题，这些习题的难度设置非常巧妙，从基础概念的检验到复杂参数的计算，梯度设计得恰到好处，极大地促进了知识的内化。更值得称赞的是，作者在关键定义和结论处使用了不同的字体或边框进行强调，这在很大程度上帮助读者在复习时快速定位核心信息，省去了反复翻阅的麻烦。它不像某些学术著作那样艰涩难懂，而是通过结构化的设计，将看似浩瀚的知识海洋划分成了若干个易于征服的岛屿，让人在学习过程中充满了持续的成就感和探索的动力，是一本真正做到“教人以渔”的典范之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度实在令人惊叹，它仿佛为我打开了一个全新的视角去看待光现象。作者在基础概念的阐述上，逻辑性极强，每一步推导都像是在为我们搭建一座坚固的桥梁，从宏观现象过渡到微观机制，衔接得天衣无缝。我尤其欣赏作者对于历史脉络的梳理，那些关键性实验和理论突破的引用，让枯燥的物理定律鲜活了起来，明白了这些知识是如何一步步被人类发现和完善的。在涉及高阶主题时，作者并没有采用一味堆砌复杂数学模型的方式，而是巧妙地穿插了大量的物理图像和直观解释，这极大地降低了理解门槛，使我能够更深层次地把握其精髓，而不是仅仅停留在公式的表面。这本书的叙事方式，更像是一位经验丰富的导师在耳边细心讲解，让人在求知若渴的同时，又感到被温柔地引导着前行，实在难能可贵。

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看

评分☆☆☆☆☆

内容不深入，适合初学者看