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出版者:西安电子科技大学出版社

作者:武岳山

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:1994-1

价格:29.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560603414

丛书系列:

图书标签:

• 电子电路
• CAD
• 电路设计
• EDA
• 模拟仿真
• 数字电路
• PCB设计
• 电路分析
• 电子技术
• 软件工具

现代光电系统设计与应用 内容简介 本书聚焦于当前信息技术和能源领域最前沿的光电系统设计、实现与应用。它并非一本关于传统电子电路基础理论的教科书，而是面向工程实践和前沿研究的深度技术指南。全书结构严谨，内容深入，旨在为光电子工程师、系统架构师以及相关专业的高级学生提供一套完整且实用的解决方案框架。 第一部分：光电系统的基础理论与关键器件 本部分首先回顾了现代光电系统运作所依赖的核心物理原理，但侧重于工程实现中的约束条件和性能指标。 第一章：光与物质相互作用的工程化模型 本章深入探讨了光波在不同介质中的传播特性，并引入了适用于实际系统建模的近似理论，如波动光学在集成光路中的有限元分析（FEA）基础。重点分析了材料的非线性光学效应在高速调制器和功率限制器中的应用与挑战。不同于基础教材的纯理论推导，本章强调如何根据系统带宽和功率预算，选择合适的材料参数和结构几何尺寸。讨论了光纤通信中色散与非线性效应的耦合机理及其在超长距离传输中的补偿技术。 第二章：半导体光源与探测器的先进技术 本章详细剖析了新一代半导体光源（如VCSELs、量子点激光器）和探测器（如雪崩光电二极管APDs、单光子探测器SPDs）的设计原理与性能优化。重点在于异质结结构设计对光电转换效率的影响，以及如何通过先进的薄膜生长技术（如MOCVD）控制器件的阈值电流、边模抑制比（SMSR）和噪声等效功率（NEP）。此外，还探讨了集成光子芯片（PICs）中光子源与波导的耦合效率问题，这对于减小系统体积和功耗至关重要。 第三部分：高速光通信系统架构 这部分是全书的核心，专注于构建高性能、高可靠性的光通信网络。 第三章：调制、解调与信号完整性 本章超越了传统的强度调制，深入讲解了相干检测系统的复杂性。详细分析了I/Q调制器的工作原理，以及如何利用数字信号处理（DSP）技术补偿传输过程中的损伤，如偏振模色散（PMD）和相位噪声。重点阐述了先进的接收机均衡技术，包括基于决策反馈均衡（DFE）和最大似然序列估计（MLSE）的算法实现。讨论了相干光通信中本振光（LO）的锁定技术及其对系统误码率（BER）的影响。 第四章：光网络中的动态波长管理与交叉连接 本章讨论了波分复用（WDM）系统的设计与优化。从基础的粗波分复用（CWDM）到高密度的密集波分复用（DWDM），系统地介绍了光学滤波器、多路解复用器（DEMUX）的设计理念。特别强调了动态可重构光分插复用器（ROADM）的技术原理，包括基于MEMS、液晶或硅光子技术的实现路径。探讨了光网络中的动态路径选择算法，以应对流量变化和链路故障。 第三部分：光电集成与系统级封装（OSAP） 随着系统集成度的提高，光电芯片与电子芯片的集成成为关键瓶颈。 第五章：硅光子学（Silicon Photonics）的平台选择与工艺集成 本章聚焦于硅光子技术，这是实现大规模、低成本光通信模块的核心。详细对比了SOI、SiN等主流硅光子平台在损耗、色散和非线性特性上的差异，并阐述了如何将半导体激光器（如InP基）集成到硅基平台上（如异质集成、键合技术）。重点分析了硅光子器件的优化，包括高效的波导耦合器、环形谐振器滤波器以及高速载流子注入调制器的设计。 第六章：高密度封装与热管理挑战 高集成度带来了严峻的散热问题。本章探讨了光电子模块的热设计策略。内容涵盖了微流控散热技术、热界面材料（TIM）的选择，以及如何利用有限元方法（FEM）精确模拟芯片级和封装级的三维温度分布。此外，还讨论了光电混合集成封装中的关键技术，如高精度对准（Alignment）和焊球（Solder Ball）阵列的可靠性分析。 第四部分：前沿应用与未来趋势 本部分展望了光电技术在特定新兴领域的应用。 第七章：光电传感与成像技术 本章介绍光电技术在非通信领域的应用。内容包括激光雷达（LiDAR）系统的原理与优化，侧重于飞行时间（ToF）测量的精度提升和环境噪声抑制。探讨了基于光栅的传感技术，以及如何利用光电子技术实现高灵敏度的生物医学成像（如OCT，光学相干层析成像）。强调了FPGA或定制ASIC在实时光信号处理中的作用。 第八章：量子信息技术中的光子操控 本章为本书的高级拓展部分，探讨了光子作为量子比特的操控技术。内容包括单光子源的制备、量子点耦合光腔的原理，以及如何实现高保真度的量子态制备与测量。讨论了光子集成电路在构建小型化量子计算原型机中的潜力与现有瓶颈，如光子源的单光子纯度与可重复性。 本书的写作风格旨在提供清晰的工程指导和深刻的技术见解，不涉及基础电路的理论推导或简单的元器件介绍，而是直接进入复杂系统的设计与优化层面，适合具备一定电子或光学基础的专业人士深入研读。

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