Miniaturized Systems With Micro-Optics and Mems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Motamedi, M. Edward (EDT)/ Goring, Rolf (EDT)/ Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (C

出品人:

页数:426

译者:

出版时间:

价格:105

装帧:Pap

isbn号码:9780819434753

丛书系列:

图书标签:

• Micro-optics
• MEMS
• Miniaturization
• Optical Systems
• Micro Systems
• Sensors
• Actuators
• Integrated Optics
• Lab-on-a-Chip
• Photonics

好的，这是一份关于一本名为《Advanced Photonic Integrated Circuits for High-Speed Communications》的图书简介，其内容完全独立于您提到的《Miniaturized Systems With Micro-Optics and Mems》。 图书简介：先进光子集成电路在高速通信中的应用 书名：Advanced Photonic Integrated Circuits for High-Speed Communications 作者： [作者姓名，此处留空以保持通用性] 出版社： [出版社名称，此处留空] 页数： 约 650 页 ISBN： [此处留空] 内容概述 在信息时代飞速发展的背景下，数据传输速率的需求持续攀升，对现有电子传输系统的带宽和能效提出了前所未有的挑战。传统的基于电信号的传输方式已接近其物理极限，使得基于光信号的解决方案成为下一代高速通信基础设施的关键。本书《Advanced Photonic Integrated Circuits for High-Speed Communications》深入探讨了光子集成电路（PICs）的设计、制造、集成与应用，特别聚焦于其在满足当前及未来高速数据中心、城域网（Metro Networks）以及长距离骨干网（Long-Haul Networks）严苛要求方面的核心作用。 本书系统地梳理了光电转换、光信号处理、调制、解调以及光开关等关键功能模块在集成化背景下的最新进展。它不仅仅关注于理论基础的阐述，更侧重于将复杂的物理原理转化为可实现的工程化解决方案，为光电子工程师、系统架构师以及从事光通信研究的科研人员提供了一份兼具深度和广度的参考指南。 核心章节与关键主题 本书结构严谨，共分为八个主要部分，内容层层递进： 第一部分：光子集成电路基础与材料科学 本部分为后续深入讨论奠定了坚实的基础。它首先回顾了集成光子学的基本概念，对比了不同集成平台（如硅光子学、磷化铟（InP）平台、氮化硅（SiN）等）的特性、优势与局限性。特别强调了材料的电光效应、热光效应以及损耗特性在高速应用中的决定性影响。详细分析了波导结构（脊形波导、包层波导）的设计原则，以及如何通过材料工程优化光子器件的性能，例如降低色散和非线性效应。 第二部分：高速调制器技术 高速通信系统的瓶颈往往在于信息的编码速度。本部分聚焦于集成化的高速调制器。详细分析了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）调制器和环形谐振器（Racetrack Resonator）调制器的结构与工作原理。重点讨论了如何通过优化载流子注入/耗尽结构、优化电极设计（如拟分布式电极 MDE）来应对高频下的电学限制，实现超过 100 Gbps 单通道速率的调制性能。此外，书中还探讨了电吸收调制器（EAM）在特定应用场景下的优势和挑战。 第三部分：光接收机与高速光电探测器 高质量的光电转换是光通信链路的另一关键环节。本部分深入研究了雪崩光电二极管（APD）和 PIN 探测器的集成技术。核心内容包括如何克服光电转换过程中带宽限制、暗电流噪声以及与集成电路（如跨阻放大器 TIA）的阻抗匹配问题。书中展示了如何将高速光电探测器直接集成到硅基平台上，实现更高的信噪比（SNR）和更低的误码率（BER）。 第四部分：相干光通信与数字信号处理（DSP）的集成 相干检测技术是实现超高速、长距离传输的核心。本书详细介绍了相干接收机的集成架构，包括本地振荡器（LO）的集成、偏振分束器（PBS）以及 90 度混合器的集成设计。更重要的是，书中深入探讨了如何将复杂的 DSP 功能（如色散补偿、偏振模色散补偿、频率偏移补偿）的算法映射到片上光子结构或混合集成方案中，以支持 400G 及以上速率的传输系统。 第四部分：光开关与光路由 随着网络流量的爆炸性增长，动态光路重构能力变得至关重要。本部分探讨了热光可调谐滤波器、基于载流子注入或等离子体色散效应的快速开关，以及微机电系统（MEMS）光开关的集成挑战。重点分析了无阻塞（Non-blocking）光交叉连接（OXC）的拓扑结构设计，及其在数据中心内部实现灵活流量调度的潜力。 第六部分：集成光源与激光器 高质量、低噪声、高稳定性的片上光源是 PICs 的核心。本书详尽对比了三种主要的集成光源技术：异质集成（如 InP 芯片键合到硅基片上）、共晶键合技术，以及纯硅基材料（如硅锗 SiGe）中实现电光效应的探索。书中详细介绍了分布式反馈（DFB）激光器、垂直腔面发射激光器（VCSEL）以及可调谐激光器的集成工艺和性能优化策略。 第七部分：系统级挑战与性能指标 这一部分将器件层面的讨论提升到系统层面。探讨了如何量化和优化光通信系统的关键性能指标（KPIs），如有效信息容量、系统光功率预算、以及功耗密度（Watts/Tbps）。书中还讨论了在实际部署中必须面对的可靠性、温度敏感性以及先进的封装技术对 PIC 性能的影响。 第八部分：面向未来的发展方向 最后，本书展望了光子集成电路的前沿研究领域，包括量子计算的片上光子接口、更高维度调制格式（如 PAM-4、QPSK/QAM）的片上实现，以及利用人工智能辅助设计（AI-Driven PIC Design）来加速新型器件的发现和优化。 目标读者 本书适合于： 1. 光电子与集成电路工程师： 寻求将器件知识应用于高速通信系统设计的专业人士。 2. 通信系统架构师： 需要深入理解光互连技术瓶颈与最新解决方案的决策者。 3. 研究生与科研人员： 对硅光子学、高速调制解调、相干光通信有深入研究兴趣的学术界人士。 本书的独特性 《Advanced Photonic Integrated Circuits for High-Speed Communications》的独特之处在于其对速度、集成度和系统性能之间相互作用的深入剖析。它平衡了严格的物理建模与实际的工艺限制，强调了如何通过精妙的电路和系统设计，克服传统电子瓶颈，实现 Tbps 级别的数据传输。本书提供的不仅是技术细节，更是驱动下一代通信网络发展的核心蓝图。

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