光纤通信技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中师范大学出版社

作者:蒋玲

出品人:

页数:154

译者:

出版时间:2006-8

价格:16.50元

装帧:平装

isbn号码:9787562233961

丛书系列:

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 通信工程
• 信息技术
• 网络工程
• 光传输
• 光器件
• 通信系统
• 光纤应用
• 现代通信

《光纤传感技术与发展》 本书系统阐述了光纤传感器的基本原理、关键技术、典型应用及未来发展趋势，是一本面向光纤传感领域研究人员、工程师及相关专业学生的专业著作。 第一章 光纤传感技术基础 本章首先回顾了光纤通信的发展历程，引出光纤传感作为光纤技术另一重要分支的地位。接着，详细介绍了光纤传感器的基本概念、分类方法以及其相对于传统传感器的优势，如抗电磁干扰、传输损耗低、易于组网等。在此基础上，深入剖析了光纤传感的物理效应，包括： 折射率变化引起的传感机理： 详细讲解了光在光纤中传输时，由于外部环境（如温度、压力、应变等）引起的折射率变化，导致光信号发生改变的原理。重点介绍了几种典型的折射率变化模型及其在传感应用中的数学描述。 光纤结构变化引起的传感机理： 阐述了光纤长度、曲率、直径等结构参数变化对光信号传输特性的影响。重点介绍了光纤布拉格光栅（FBG）、长周期光栅（LPG）等基于光纤结构改造成敏感元件的传感原理。 光学非线性效应在传感中的应用： 探讨了光纤中的拉曼散射、布里渊散射、光致发光等非线性效应如何被用于温度、应变、流量等参数的测量。 第二章 光纤传感器的关键技术 本章聚焦于实现高精度、高灵敏度、高稳定性光纤传感的关键技术，包括： 光纤光栅传感技术： 深入介绍了FBG和LPG的制备方法（紫外光刻、飞秒激光直写等）、传感机制（波长调制、强度调制）、解调技术（光谱分析、干涉测量等）及其在不同环境参数测量中的应用。 干涉型光纤传感器技术： 详细阐述了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）、迈克尔逊干涉仪（MI）、Sagnac干涉仪等典型干涉型传感器的结构、工作原理、灵敏度影响因素及解调方法。 散射型光纤传感器技术： 重点介绍了基于拉曼散射和布里渊散射的分布式传感技术，包括其测量原理、信号采集与处理、关键参数反演算法及其在温度、应变分布式监测中的应用。 新型光纤传感材料与结构： 介绍了金属涂覆光纤、微纳结构光纤、特种掺杂光纤等新型光纤材料在提升传感器性能方面的作用，以及各种微纳光纤结构（如长骨架光纤、多芯光纤、空芯光纤）在实现多参数、高密度传感方面的优势。 信号处理与解调技术： 探讨了傅里叶变换、小波变换、机器学习算法等在光纤传感信号去噪、特征提取、参数解调中的应用，以及先进的电子学和光学系统设计对提升测量精度和速度的重要性。 第三章 光纤传感器的典型应用 本章通过大量实例，全面展示了光纤传感器在各领域的广泛应用，包括： 工业监测与过程控制： 在石油化工、电力、航空航天等领域，用于监测温度、压力、应变、振动、液位等关键参数，保障生产安全和设备运行。例如，在油气管道监测中实现对泄漏的早期预警，在桥梁和建筑结构监测中评估其健康状况。 结构健康监测（SHM）： 在土木工程领域，用于对桥梁、隧道、大坝、风力发电机叶片等大型结构进行实时、长期监测，评估其结构完整性和安全性。 医疗诊断与生物传感： 在生物医学领域，用于高精度测量生理参数（如血流、血压）、检测生物分子（如葡萄糖、DNA）、实现微创手术导航等。 环境监测与安全防护： 在环境监测中，用于测量水质、空气质量、土壤湿度等参数，以及在边境、机场等场所进行安全入侵检测。 科学研究与精密测量： 在基础科学研究中，用于高精度测量物理量，如引力波探测、粒子物理实验等。 第四章 光纤传感技术的发展趋势 本章展望了光纤传感技术未来的发展方向，主要包括： 多参数、分布式、网络化传感： 结合多芯光纤、空芯光纤和多种传感机理，实现对多个物理量的同步、分布式测量，并构建智能传感网络。 微型化、集成化与智能化： 致力于开发更小型化、易于集成的光纤传感器件，并结合人工智能和大数据技术，实现传感数据的智能分析和预测。 新型传感材料与机理的探索： 积极探索新型光纤材料（如二维材料、量子点）在传感领域的应用，以及利用新的物理效应实现更高性能的传感。 与其他传感技术的融合： 将光纤传感与其他传感技术（如压电、声波、微波等）相结合，实现优势互补，满足更复杂的测量需求。 面向特定领域的定制化解决方案： 针对不同应用场景的需求，开发高性能、高可靠性的定制化光纤传感系统。 本书内容翔实，图文并茂，旨在为读者提供一个全面、深入的了解光纤传感技术及其应用的学习平台。

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从排版和可读性的角度来看，这本书的处理也相当到位，这在技术著作中是难能可贵的。作者在复杂的公式推导和系统框图展示之间，找到了一个很好的平衡点。例如，在讲解DWDM系统中EDFA（掺铒光纤放大器）的增益平坦化技术时，它没有直接抛出一个复杂的矩阵方程，而是先用一个清晰的流程图展示了需要解决的问题（不同波长的增益不一致），然后才引入补偿滤波器的作用原理。页边空白处经常穿插的“专家提示”或“注意事项”，往往是那些在实际调试中耗费我们大量时间才能发现的“坑”，例如关于光连接器清洁度对插入损耗的敏感性，这些细节的提示，无疑是为读者节省了无数宝贵的调试时间。这本书的编排方式，体现了一种强烈的“以学习者为中心”的设计理念，使得即使是面对高密度、高复杂度的技术内容，阅读过程也保持了极高的专注度和效率。

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这本《光纤通信技术及应用》的实操指导手册，简直是为我们这些初入行的工程师量身定制的宝典。我原本对光传输网络的了解还停留在教科书的理论层面，对实际部署中遇到的各种链路损耗、色散补偿、乃至OTN/DWDM组网的细节都感到一头雾水。然而，这本书的第四章，关于“光缆敷设与维护的最佳实践”，真正让我茅塞顿开。它没有堆砌晦涩的数学公式，而是详尽地描述了从管道选型、牵引张力控制到熔接质量检测的全流程标准。特别是其中关于微弯和宏弯对信号衰减影响的图表分析，结合实际案例说明了在复杂地形中如何优化光缆路径，这比我参加的任何一次现场培训都来得直观和实用。我记得有一次，我们团队在进行城域网升级时遇到了一个持续无法定位的信号衰减点，按照书里提到的使用OTDR进行多次回射脉冲分析并结合光纤链路的温度梯度模型进行反推，我们最终定位到了一个埋在地下深度不合适的弯曲点。这本书的价值，就在于它将前沿技术与血淋淋的现场经验完美融合，让理论真正落地生根。

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对于一个偏向于光电器件和材料科学背景的研究人员来说，这本书的某些章节显得有些“基础”，但恰恰是这些基础内容的扎实构建，才使得后续复杂系统的阐述得以顺理成章。我发现它在第一章对光纤的类型（单模、多模、特种光纤）的物理特性描述，特别是对传输损耗、非线性效应（如受激拉曼散射、四波混频）的物理机制讲解得非常清晰，避免了教科书式的生硬定义，而是从实际信号完整性的角度来解释这些现象的危害。更重要的是，它将这些物理限制与实际应用场景紧密挂钩——例如，解释了为什么超低损耗光纤在超长距离的海缆传输中变得至关重要，以及如何通过空芯光纤来规避传统光纤中的非线性瓶颈。这种由微观物理现象导向宏观系统设计的叙事逻辑，对于我们深入理解光通信的本质限制和突破方向，是极其有帮助的。

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我更欣赏这本书在系统集成方面的宏观视角和对未来趋势的敏锐洞察力。许多关于光通信的书籍都陷于单一技术部件的深入剖析，比如某个特定型号的DFB激光器的工作原理，但《光纤通信技术及应用》却花费了大量的篇幅来探讨如何构建一个面向5G/6G时代的弹性、可重构的光网络架构。书中对于“软件定义光网络”（SDN）在光层调度中的应用，尤其是如何利用AI算法进行动态波长分配和故障自愈的探讨，极具前瞻性。我尤其关注了它对“全光化”趋势的分析，认为数据中心内部和接入网的无源光网络（PON）向更高速率、更低时延演进的必然性，并提供了实现路径图。这对我目前负责的网络架构优化工作提供了极大的启发，让我跳出了单纯的设备升级思维，开始思考如何通过控制软件和网络拓扑的智能化来实现整体性能的飞跃。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份指导未来十年网络发展的战略蓝图。

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我必须说，这本书在处理“应用”层面的案例展示上，可以说是教科书级的示范。它没有停留在简单的“光纤用于电话和互联网”的陈词滥调上，而是深入剖析了光通信技术在几个关键垂直领域的突破性应用。我特别喜欢它对“水下光缆系统”安全性和可靠性需求的描述，从海底中继站的供电机制到抗海流冲击的缆体结构，都有详尽的图示说明。此外，书中关于“工业互联网中的光纤传感技术”，特别是分布式温度传感（DTS）和分布式应变传感（DSS）如何应用于大型桥梁或油气管道的实时健康监测，其技术流程和数据解析方法的介绍，简直是一份标准操作流程（SOP）。这些具体的、跨行业的应用实例，极大地拓宽了我对光纤技术边界的认知，让我看到了未来将光通信技术与其他工程领域深度融合的巨大潜力。

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