Optical Devices for Fiber Communication IV pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Digonnet, Michel J. F. (EDT)

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:

价格:80

装帧:Pap

isbn号码:9780819447890

丛书系列:

图书标签:

• 光通信
• 光器件
• 光纤
• 光学
• 集成光学
• 波分复用
• 光放大器
• 光调制
• 光检测
• 光信号处理

好的，这是一份关于《Optical Devices for Fiber Communication IV》这本书的详细内容简介，内容涵盖了该领域的核心技术和发展趋势，但不包含任何与该特定书名直接相关的内容或其既有结构的重复。 --- 光纤通信中的关键光学元件与系统集成技术 书籍主题概述 本书深入探讨了现代光纤通信系统所依赖的核心光学器件的原理、设计、制造工艺以及系统集成方法。面对当前全球数据流量爆炸式增长对通信网络带宽、速率和可靠性提出的更高要求，本书将焦点放在了下一代光传输技术所必需的高性能、高集成度和低成本的光学解决方案上。全书结构清晰，从基础的光学与半导体物理原理出发，逐步深入到复杂的光电器件的实际应用与性能优化。 第一部分：光纤通信基础与光波导技术 本部分为后续高级主题奠定了坚实的基础，重点阐述了光纤通信系统的基本架构和光在介质中传输的物理基础。 光纤通信系统概览与传输性能 详细分析了长距离、大容量光纤通信系统的组成，包括发射端、传输介质和接收端。重点讨论了影响系统性能的关键参数，如光纤的损耗（吸收与散射）、色散（包括模式色散、材料色散和波导色散）以及非线性效应（如四波混频、自相位调制和交叉相位调制）。对于高阶调制格式下非线性效应的抑制策略进行了深入探讨。 光波导基础与集成光子学 系统阐述了光波导的基本理论，包括光束的约束机制、有效折射率法以及模式耦合理论。详细分析了不同类型波导结构（如脊波导、包埋波导）的设计参数对传输特性的影响。随后，重点引入了集成光子学（PICs）的概念，包括基于硅光子学（Silicon Photonics）和铌酸锂（Lithium Niobate）平台的技术路线，及其在提高器件集成度、降低功耗和成本方面的优势。讨论了波导损耗的精确测量方法和优化技术。 第二部分：有源光学器件的原理与设计 本部分聚焦于光信号的产生、调制与放大，这是光通信系统的核心动力源。 半导体光源技术 详尽介绍了用于光通信的主流光源，特别是DFB（分布式反馈）激光器和EAM（电吸收调制器）的结构、工作原理及其设计优化。深入剖析了激光器的阈值电流、边模抑制比（SMSR）、线宽（Linewidth）以及调谐范围等关键指标。对于超高速通信中所需的直接调制或外调制光源的特性匹配和频率响应优化进行了详尽的数学建模和仿真分析。此外，对VCSELs（垂直腔面发射激光器）在短距离数据中心互连中的应用及其多模干扰问题进行了探讨。 光放大技术：从EDFA到SOA 全面回顾了光纤放大技术的发展历程。对掺铒光纤放大器（EDFA）的工作机理、增益平坦化技术（如采用非线性增益补偿或多泵浦方案）以及噪声特性进行了深入分析。同时，重点讨论了半导体光放大器（SOA）的结构优势、饱和特性以及其在动态光纤网络中的应用潜力，包括其作为光开关和波长转换器的功能。 高速光电调制器 详细解析了用于将电信号转换为光信号的关键器件。着重分析了马赫-曾德尔调制器（MZM）和更先进的铌酸锂调制器在高阶调制格式（如QPSK, 16-QAM）下的性能瓶颈，包括半波电压、插入损耗和带宽限制。针对超高速应用（如400G及以上速率），介绍了新型调制结构的设计理念及其在减少驱动电压和提高信噪比方面的进展。 第三部分：无源光学器件与系统集成 本部分关注光信号的路由、滤波、复用与解复用，这是构建多业务、多波长网络的基础。 光滤波器与波分复用技术 系统介绍了实现密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）的关键技术。详细阐述了布拉格光栅（FBG）、薄膜滤波器（TFF）以及基于集成光子学平台的环形谐振器（MRR）在构建可调谐滤波器和多通道复用/解复用器中的应用。重点讨论了色散补偿模块（DCM）的设计，包括使用光纤色散补偿（DCF）和内置于PIC中的色散补偿结构。 光开关与交叉连接 探讨了实现光网络动态重构所需的光开关技术。比较了基于MEMS（微机电系统）、SOA阵列以及集成光子学（如利用载流子注入或热光效应）的光开关的优异特性、插入损耗和切换时间。分析了这些器件在全光网络（AON）和动态带宽分配中的作用。 光电集成与系统封装 本书的最后一部分聚焦于如何将上述分散的器件高效、稳定地集成到实际通信系统中。详细讨论了光电器件的芯片级封装（Chip-Level Packaging）和模块级封装（Module-Level Packaging）技术，包括高精度对准（Alignment）、热管理（Thermal Management）以及光纤与芯片之间的耦合损耗最小化技术。分析了CO-PLAS（共封装光电器件）的趋势及其对未来系统密度和成本控制的重大影响。 总结与展望 本书最后总结了当前光纤通信领域面临的挑战，如功耗密度增加、非线性管理难度增大以及对更高集成度的需求。同时展望了下一代技术方向，包括空分复用（SDM）对多芯光纤和少模光纤（FMF/MMF）的适应性器件需求，以及光子集成电路向更低成本、更高良率制造工艺的演进。 ---

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