啁啾脉冲在光纤中的传输 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑宏军，黎昕，白成林 著

图书标签:

• 光纤通信
• 啁啾脉冲
• 非线性光学
• 光纤色散
• 脉冲压缩
• 超短脉冲
• 光纤激光器
• 光信号处理
• 光纤器件
• 光学传输

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030563514

版次：31

商品编码：12292249

包装：精装

丛书名： 光学与光子学丛书

开本：32开

出版时间：2018-01-01

页数：196

正文语种：中文

内容简介

　　脉冲及其传输的性能研究是激光、光电子及光通信领域的永恒话题，其应用广泛。本书阐述了光纤通信系统中的关键光电子器件基础、不同光纤的传输系统特性，分析了脉冲传输理论基础与数值计算方法，利用数值计算和实验研究了啁啾光脉冲在不同光纤通信系统中的线性和非线性传输特性。本书内容主要包括啁啾脉冲在标准单模光纤系统、线性色散平坦光纤系统、凸形和凹形色散平坦光纤系统、色散离散渐减光纤系统、变参量光纤系统、双折射光纤系统、拉曼放大光纤系统中的传输特性；同时实验研究了模分复用前沿领域中新型少模光纤、新型模分复用器及其模式传输系统的性能。

目录

前言

第1章 绪论
1.1 脉冲传输若干关键技术的国内外研究现状
1.2 啁啾脉冲传输若干关键技术研究中存在的主要问题
1.3 光纤通信系统与脉冲传输理论
1.3.1 光纤通信系统中的关键光电子器件基础
1.3.2 光纤的基本特性
1.3.3 脉冲的基本传输方程
1.3.4 脉冲传输的数值计算方法
1.4 本章小结
参考文献

第2章 啁啾脉冲实验测量原理与啁啾脉冲自相关特性
2.1 频率分辨光学门技术原理
2.1.1 二次谐波-频率分辨光学门脉冲分析仪的数据测量
2.1.2 强度自相关曲线和自相关频谱曲线
2.1.3 波形和相位恢复算法的实现
2.2 啁啾脉冲自相关特性及其受噪声的影响
2.2.1 啁啾脉冲的自相关特性曲线随m和|C|的变化
2.2.2 脉冲噪声对超高斯脉冲及其自相关特性的影响
2.2.3 仪器随机噪声对超高斯脉冲自相关特性的影响
2.2.4 滤除随机噪声方法的应用实验
2.3 本章小结
参考文献

第3章 啁啾脉冲的线性传输研究
3.1 啁啾脉冲的线性传输实验与理论分析
3.1.1 脉冲传输前的实验测量
3.1.2 实验测量分析方法
3.1.3 脉冲传输前的实验测量分析
3.1.4 脉冲线性传输后的实验测量分析
3.1.5 高斯脉冲线性传输理论
3.1.6 脉冲线性传输的数值分析与讨论
3.2 啁啾双曲正割脉冲的线性传输
3.2.1 线性啁啾双曲正割脉冲的特性参量
3.2.2 双曲正割脉冲线性传输的数学模型
3.2.3 双曲正割脉冲线性传输的特性
3.3 啁啾指数脉冲的线性传输
3.3.1 啁啾指数脉冲的特性
3.3.2 初始线性啁啾指数脉冲的线性传输特性
3.3.3 初始非线性啁啾对脉冲时域波形的影响
3.4 本章小结
参考文献

第4章 啁啾脉冲在标准单模光纤通信系统中的非线性传输研究
4.1 啁啾脉冲演化成孤子的实验研究
4.1.1 实验装置
4.1.2 实验结果与分析
4.1.3 讨论
4.2 啁啾孤子演化和传输的数值分析
4.2.1 输入脉冲特性
4.2.2 啁啾孤子的演化形成
4.2.3 啁啾孤子的传输特性
4.3 啁啾指数脉冲的非线性传输特性
4.3.1 指数脉冲非线性传输的数学模型
4.3.2 A=1时指数脉冲的非线性传输特性
4.3.3 A=2时指数脉冲的非线性传输特性
4.4 本章小结
参考文献

第5章 啁啾脉冲在特种光纤通信系统中传输特性的研究
5.1 啁啾脉冲在色散平坦光纤正常色散区的传输特性
5.1.1 实验装置
5.1.2 实验结果与分析
5.1.3 讨论与结论
5.2 色散离散渐减光纤中的啁啾脉冲压缩
5.2.1 输入光脉冲的特性实验测量
5.2.2 脉冲压缩的时域特性数值计算与实验测量分析
5.2.3 讨论与总结
5.3 啁啾光脉冲在变参量系统中传输特性的研究
5.3.1 理论模型
5.3.2 数值研究
5.3.3 讨论与小结
5.4 啁啾脉冲的碰撞特性
5.4.1 双折射光纤中孤子碰撞的理论模型
5.4.2 初始线性啁啾对孤子碰撞特性的影响
5.4.3 讨论与小结
5.5 本章小结
参考文献

第6章 啁啾脉冲的超连续谱
6.1 啁啾脉冲在凸形色散平坦光纤中的超连续谱
6.1.1 凸形色散平坦光纤中产生超连续谱的理论模型
6.1.2 凸形色散平坦光纤中的超连续谱数值计算与分析
6.2 啁啾脉冲在凹形色散平坦光纤中的超连续谱
6.2.1 凹形色散平坦光纤中产生超连续谱的理论模型
6.2.2 凹形色散平坦光纤中的超连续谱数值计算与分析
6.3 本章小结
参考文献

第7章 啁啾脉冲拉曼放大及其增益系数测量
7.1 啁啾脉冲在拉曼放大系统中的传输特性
7.1.1 拉曼放大的实验装置
7.1.2 拉曼放大的实验结果与讨论
7.1.3 拉曼放大的数值计算与分析
7.1.4 讨论与结论
7.2 啁啾脉冲在拉曼放大系统中的增益系数测量
7.2.1 拉曼放大的系数测量原理
7.2.2 拉曼增益系数的实验测量
7.2.3 计算讨论与结论
7.3 本章小结
参考文献

第8章 新型少模光纤、少模复用器及少模脉冲传输
8.1 少模光纤和少模复用器
8.1.1 少模光纤的结构与特性
8.1.2 少模模分复用器的结构与特性
8.2 少模光纤系统中的模拟信号传输
8.2.1 少模光纤系统中的模拟传输实验装置
8.2.2 实验结果与讨论
8.3 少模光纤系统网络中的数字脉冲传输
8.3.1 少模光纤系统网络中的数字传输实验装置
8.3.2 少模数字脉冲传输特性的实验测量与分析
8.4 本章小结
参考文献

物理世界的无形之舞：探索光子传递的奥秘 在浩瀚的物理学殿堂中，能量的传递始终是人类探索和理解的核心课题之一。从原始火焰的点燃，到电磁波的发现，再到今日光纤通信的飞速发展，我们对能量传递方式的认知不断深化，也在不断地突破技术的边界。本书，并非直接讲述某个特定命名为“啁啾脉冲在光纤中的传输”的书籍内容，而是旨在为读者铺展一个更为广阔的物理学画卷，从基础原理出发，深入浅出地揭示能量，特别是以光子形式存在的能量，在介质中传播的深刻机制，以及这些机制如何在现代通信和科学研究中发挥至关重要的作用。 我们将从最基本的物理概念入手，例如能量守恒定律、动量守恒定律，这些物理学的基石，是如何贯穿于一切能量传递过程中的。理解了这些普适性的规律，我们才能更好地把握更为复杂的现象。接着，我们会将目光聚焦于电磁波，特别是可见光和近红外光的性质。光，作为一种同时具有波粒二象性的基本粒子——光子的载体，其传播特性是理解后续内容的关键。我们将详细阐述光的传播模型，包括波动光学中的衍射、干涉等现象，以及粒子光学中的光子概念。通过这些基础的介绍，读者将对光的本质及其在空间中传播的能力有一个清晰的认识。 随之，我们将深入探讨能量在介质中传播的动力学过程。当能量，以光的形式，进入到某种介质中时，它不再是自由自在地穿梭。介质的构成、粒子的排列、以及它们与光子的相互作用，都会极大地影响光的传播路径和速度。我们将详细介绍介质的折射率概念，它是衡量光在介质中传播速度减缓程度的关键参数。通过对不同介质（如真空、空气、水、玻璃以及更为复杂的材料）的折射率进行分析，我们将揭示为何光在不同环境下表现出不同的传播行为。 在此基础上，我们将引出“非线性光学”这一迷人的领域。在低强度光的作用下，许多材料表现出线性响应，即光的传播特性与光的强度无关。然而，当光强的强度达到一定阈值时，介质的响应将变得非线性，光的传播行为将发生显著的变化。我们将探讨几种主要的非线性光学效应，例如二次谐波产生、三次谐波产生、自聚焦、自相位调制等。这些效应的发生，意味着光与介质之间的相互作用变得更加复杂，光本身的行为也会受到其强度的影响，从而产生许多新颖的光学现象。 例如，自聚焦效应，当光束强度在中心区域较高时，会引起介质折射率在中心区域增大，从而使得光束向中心聚集，形成一种“自我聚焦”的现象。这种现象在光纤通信中具有重要的意义，它能够帮助维持光束的形状，减缓其发散。而自相位调制，则会改变光的相位，从而导致光脉冲频谱的展宽。理解这些非线性效应，是理解光在某些特殊介质中（如光纤）传播时所面临的复杂性的基础。 随后，我们将把目光投向“光纤”这一现代信息传输的基石。光纤，作为一种特殊设计的介质，其核心在于能够引导和传输光信号，实现远距离、高带宽的信息传递。我们将详细介绍光纤的结构，包括纤芯和包层，以及它们为何能够实现全反射，从而将光束束缚在纤芯内传播。我们将讨论光纤的几种基本传输模式，例如单模光纤和多模光纤，以及它们在传输性能上的差异。 在光纤的语境下，我们将重新审视之前讨论的非线性光学效应。光纤中高强度的光束，尤其是在传输短脉冲时，很容易引发各种非线性效应。这些非线性效应，既可能是有益的，能够帮助改善信号传输质量，例如通过非线性效应产生的“孤子”可以在一定条件下克服色散效应，实现无失真的长距离传输；也可能是有害的，例如自相位调制会引起频谱展宽，可能导致信号失真。 本书将重点关注这些在光纤中由光脉冲引起的复杂现象。我们将探讨色散效应，包括材料色散和波导色散，它们会导致不同频率的光以不同的速度传播，从而导致脉冲的展宽。然后，我们将深入分析非线性效应如何与色散效应相互作用，从而产生更加丰富和复杂的动力学行为。例如，我们将介绍“光孤子”的概念，它们是色散和非线性效应相互平衡而形成的特殊光脉冲，能够在光纤中以稳定的形式传播很远的距离。 此外，我们还将探讨光纤中其他可能出现的非线性现象，例如拉曼散射和斯托克斯散射，这些现象会影响光信号的能量分布，并可能引入噪声。我们将讨论如何通过优化光纤的设计、选择合适的光源、以及采用先进的信号处理技术来抑制这些不利的非线性效应，同时最大限度地利用非线性效应的优势。 最后，本书将展望光纤技术在未来科学研究和技术应用中的发展前景。从超快激光技术、高密度数据存储，到量子通信、生物成像等领域，光纤及其相关的光学原理都将发挥越来越重要的作用。我们将探讨当前光纤通信面临的挑战，例如如何进一步提高传输速率、降低传输损耗、以及开发新型的光纤材料和器件。 通过对光在介质中传播的物理机制进行由浅入深的剖析，本书旨在为读者建立一个扎实的理论基础，帮助他们理解光纤通信等现代技术背后的科学原理。我们将强调理论与实践的结合，通过清晰的阐述和可能的概念性图示（尽管此处无法直接呈现），帮助读者构建起对这一复杂而迷人的物理世界的直观认识。本书致力于激发读者对光学的兴趣，鼓励他们进一步探索这个充满无限可能的研究领域。

评分☆☆☆☆☆

光纤通信，是现代信息社会的重要基石。而“啁啾脉冲”，这个词汇，仿佛为这条信息传输的“高速公路”增添了新的维度。我之所以对这本书产生兴趣，是因为它所点出的“啁啾”特性，让我觉得不仅仅是在传输信息，更是在以一种巧妙的方式，对信息本身进行“加工”和“优化”。我猜想，这本书可能会深入探讨如何利用“啁啾”效应来压缩光脉冲的能量，从而提高信息传输的密度，或者是在保证信号完整性的前提下，实现更快的传输速率。同时，我也对“在光纤中的传输”这一部分内容充满了好奇。光纤环境的复杂性是众所周知的，各种损耗和失真无时无刻不在考验着信号的质量。我希望这本书能够为我揭示，这种特殊的“啁啾”脉冲是如何克服这些挑战，如何与光纤介质进行互动，最终实现高效、可靠的传输。这本书的名字，让我想象着一段关于光信号的“变形记”，以及它们在黑暗的管道中，经历着一场关于速度与精度的奇妙旅程。

评分☆☆☆☆☆

我对于这本书的兴趣，更多的是源于它所暗示的技术前沿性。在如今这个信息爆炸的时代，数据传输的速度和效率直接关系到我们生活的方方面面，从互联网的畅通无阻，到通信的实时性，再到未来虚拟现实的沉浸感。而“光纤传输”无疑是当前最主流、最有潜力的技术之一。然而，“啁啾脉冲”这个词汇，就带出了一个我不太熟悉的领域。它是否意味着比传统的光脉冲传输方式更加高效？是否解决了某些瓶颈问题？我猜想，这本书可能会深入探讨一些关于光脉冲的特性，例如其频谱的展宽、时间域的压缩与拉伸等等。或许，它会解释如何通过巧妙地控制这些“啁啾”效应，来提高信息编码的密度，或者减少信号在传输过程中的损耗和失真。我希望这本书能够用一种相对易懂的方式，将复杂的物理原理和工程实现解释清楚，让我这个非专业人士也能领略到其中的精妙之处。想象一下，将这些“啁啾脉冲”比作精心设计的“信使”，它们带着信息，穿梭在光纤的“高速公路”上，而作者正是这个“高速公路”的设计者和管理者，向我们展示其背后的逻辑和智慧。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书名，我立刻联想到的是那种精巧的机械装置，或者是一种复杂而优雅的数学模型。光纤作为信息的载体，而“脉冲”则是信息的载体单位，这已经是一个比较直观的联想。但“啁啾”二字，就如同在平静的水面上投下了一颗石子，激起了层层涟漪，让我对书中内容产生了更深的探究欲望。它是否与光学信号的频率变化有关？还是说，它是一种特殊的编码方式，旨在提高信息传输的鲁棒性？我甚至开始构思，如果将这种“啁啾”的特性比喻成音乐的节奏和旋律，那么在光纤中传输的，就是一段段经过精心编排的“光之交响曲”。我期待书中能够详细介绍这种“啁啾”脉冲的产生原理，如何在光纤中进行精确的控制和引导，以及它在实际应用中能够带来的优势，比如更高的带宽、更低的误码率，甚至是在长距离传输中克服色散和非线性效应的能力。这本书听起来就像是一扇通往通信技术核心的窗户，让我有机会一窥其究竟。

评分☆☆☆☆☆

“啁啾脉冲在光纤中的传输”——这个书名本身就带有一种科学的严谨和对未知领域探索的勇气。我脑海里立刻浮现出那些充满挑战的研究场景，以及那些默默付出的科学家和工程师们。我猜测，这本书很可能是在探讨如何利用非线性光学效应来产生和操控具有特定啁啾特性的光脉冲，并将其应用于光纤通信系统中。或许，书中会详细阐述各种啁啾脉冲的生成技术，例如利用飞秒激光器的非线性效应，或者通过特定的光纤器件来实现。同时，我也对它在光纤中的传输过程非常感兴趣。光纤本身就是一个复杂的传输介质，信号在其中会受到多种因素的影响，例如色散、非线性效应等等。我希望这本书能够深入剖析“啁啾”脉冲是如何在这些复杂环境中保持其特性的，或者如何通过设计合适的传输方案来优化其传输性能。这本书给我一种感觉，它是在讲述一个关于“如何让光信号跑得更快、更稳、更远”的精彩故事。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就充满了诗意与科技感，"啁啾脉冲在光纤中的传输"——光是这几个字，就足以勾起我对未知的好奇心。想象一下，那些微小的、如同鸟儿歌唱般跳跃的光信号，如何在纤细的光缆中奔跑，传递着我们世界的讯息。我脑海中勾勒出的画面是，在实验室里，工程师们如同技艺精湛的乐师，用精密的仪器调试着光信号的每一个“音符”，让它们精准、高效地抵达目的地。我尤其想知道，所谓的“啁啾”究竟是如何被利用的？是像音乐中的渐强渐弱，还是像变奏曲那样，赋予了脉冲独特的生命力？在光纤这个无声的宇宙中，这些脉冲又会经历怎样的“旅程”？是穿越黑暗，还是在某种神奇的“介质”中被引导？这本书的题目让我联想到物理学中那些深邃的理论，又带着一丝浪漫主义的色彩，仿佛是科学与艺术的完美结合。我期待着这本书能够为我揭示其中的奥秘，让我对信息传输的本质有一个更深层次的理解，不仅仅是数据的堆砌，更是能量在空间的流动，是信息的生命轨迹。