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出版者:第1版 (2001年1月1日)

作者:吴言

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2001-2-1

价格:40.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787538133295

丛书系列:

图书标签:

• 手机维修
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深入探索现代光电系统：光纤通信与传感技术（第2卷） 本书简介： 《深入探索现代光电系统：光纤通信与传感技术（第2卷）》是继第一卷基础理论介绍之后，对光电子技术领域核心应用与前沿进展进行系统性、深度剖析的专业著作。本卷将读者从基础的光波导、半导体激光器等概念，直接带入到当前信息科学与工业测量中最活跃、最具挑战性的应用场景中。全书紧密围绕“系统集成”与“性能优化”两大主线展开，旨在为从事光通信网络构建、光纤传感系统设计以及光电器件研发的工程师、研究人员和高年级学生提供一份兼具理论深度和工程实践指导价值的参考指南。 核心内容聚焦： 本卷内容结构严谨，逻辑清晰，主要分为三大模块：高速光通信系统、先进光纤传感原理与应用，以及光电系统集成与测试技术。 --- 第一部分：高速光通信系统进阶 本部分深入探讨了当前主流超高速光通信系统所面临的关键瓶颈及其解决方案。 1. 偏振复用与相干检测技术： 详细解析了偏振复用（DP-QPSK, DP-16QAM等）技术如何通过利用光信号的两个正交偏振态来倍增传输容量。重点阐述了相干检测技术的原理，包括本地振荡器（LO）的设计、本振注入噪声的抑制，以及如何在接收端通过数字信号处理（DSP）实现复杂的偏振串扰、色散补偿和相位恢复。特别分析了高阶调制格式（如64QAM）在长距离传输中对信噪比（OSNR）的严苛要求。 2. 色散管理与非线性效应抑制： 系统回顾了光纤的群速度色散（GVD）和偏振模色散（PMD）的产生机理。在讨论色散补偿技术时，除了传统的色散补偿光纤（DCF）外，重点介绍了基于DSP的色散补偿算法（如分数化傅里叶变换FFT的应用），及其在灵活波分复用（DWDM）系统中的优势。对于非线性效应，如四波混频（FWM）和自相位调制（SPM），本书提供了精确的非线性薛定谔方程（NLSE）的数值求解方法，并探讨了在多载波系统中如何通过优化信道间隔和功率分配来最小化这些效应的负面影响。 3. 先进光器件与网络架构： 本章关注下一代传输网络所需的关键器件。详细介绍了高集成度的硅光子（Silicon Photonics）平台，分析了其在制造可扩展性上的优势，并具体分析了片上集成的高速调制器（如马赫-曾德尔调制器MZM）和探测器的性能指标。在网络架构层面，系统阐述了简捷光网络（OXO）与全光恢复技术，特别是基于光开关和光再生器的网络节点设计，以降低电光-光电转换的能耗和时延。 --- 第二部分：先进光纤传感原理与应用 本部分将理论知识应用于具体的环境监测、结构健康监测和生物医学成像领域，重点关注如何将光纤的独特优势转化为高灵敏度的测量工具。 1. 分布式光纤传感（DAS）的机理深化： 除了瑞利散射（Rayleigh Scattering）在振动监测中的应用外，本章着重分析了布里渊散射（Brillouin Scattering）和拉曼散射（Raman Scattering）在温度和应变分布式传感中的应用。详细介绍了基于频域分析（如基于扫频激光器的OTDR技术）和时域分析的布里渊分布式传感系统的设计参数，包括空间分辨率、测量范围和温度/应变解耦算法。 2. 基于光子晶体光纤（PCF）的新型传感器： 探讨了光子晶体光纤作为新型传感介质的潜力。分析了空心PCF在气体或液体传感中的优势，以及实心PCF中芯包空气孔结构如何影响光纤的有效折射率，从而实现对外部环境（如折射率、压力）的超灵敏响应。给出了基于模式耦合理论的PCF传感器灵敏度建模方法。 3. 生物医学光纤传感与成像： 本章关注微型化和体内应用。详细介绍了基于微纳结构的光纤传感器，如表面等离子体共振（SPR）光纤探针，用于实时监测生物分子浓度。同时，探讨了光学相干层析成像（OCT）技术，特别是频域OCT和偏振敏感OCT在活体组织结构无损成像中的应用，强调了光纤探头在保持高分辨率下的机械柔韧性要求。 --- 第三部分：光电系统集成与测试技术 本部分着眼于从实验室原型到大规模生产所必须解决的工程化问题，是连接理论与实际产品的桥梁。 1. 热管理与可靠性工程： 在高功率半导体激光器和高速调制器阵列中，散热是决定寿命和稳定性的关键。本章分析了激光二极管的结温模型，并比较了不同封装技术（如蝶形封装、蝶形封装的优化）中的热阻设计。此外，系统介绍了光电器件的加速寿命试验方法（HALT/HASS）和环境应力筛选标准，确保系统在极端温度和湿度下的长期可靠运行。 2. 光电系统对齐与封装： 精确的光学对准是实现低插入损耗和高耦合效率的关键。本章详细介绍了亚微米级精度的自动对准平台的工作原理，包括基于遗传算法或梯度下降算法的实时优化流程。重点讨论了对准过程中的“粘接-固化-再对准”循环控制策略，以及在微型封装中如何使用激光焊接和环氧树脂进行永久性固定。 3. 系统级性能评估与标准测试： 本章提供了高速光系统和传感网络的综合测试方案。对于通信系统，重点讲解了如何使用实时谱分析仪（RSA）和高分辨率采样示波器对传输信号进行眼图分析、误码率（BER）测试和OSNR测量。对于传感系统，则侧重于标定流程的设计，包括如何使用标准参考源对系统的非线性响应和交叉敏感性进行校准，以满足工业级精度要求。 总结： 《深入探索现代光电系统：光纤通信与传感技术（第2卷）》不仅是对光电基础知识的简单延伸，而是对如何设计、实现和优化复杂光电器件及系统的深入研讨。通过对这些前沿技术的详尽解析，本书旨在帮助读者掌握从基础器件物理到复杂系统集成的完整知识链条，为下一代高速、高可靠性的光电信息技术发展提供坚实的理论和工程支撑。

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