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出版者:Cambridge University Press

作者:Thomas E. Stern

出品人:

页数:1004

译者:

出版时间:2008-12-8

价格:USD 99.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521881395

丛书系列:

图书标签:

• textbook
• WDM
• Optical
• Eng
• 光网络
• 多波长
• 光通信
• 网络设计
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• 光纤通信
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• 光传输
• 信息网络

好的，这是一份关于一本名为《非线性光学与光子器件》的图书简介，该书内容涵盖了现代光通信与集成光电子领域的前沿进展，与您提到的《Multiwavelength Optical Networks》无直接关联。 --- 图书名称：非线性光学与光子器件 (Nonlinear Optics and Photonic Devices) 图书简介 本书深入探讨了当代光科学与工程领域的核心基石——非线性光学现象及其在先进光子器件设计与制造中的关键应用。全书以严谨的理论推导和丰富的实验案例为支撑，旨在为高等院校师生、科研人员以及光电子行业工程师提供一本全面、深入且实用的参考著作。 第一部分：非线性光学的基本原理与理论框架 本书的开篇部分系统性地回顾了电磁场与物质相互作用的基本规律，重点聚焦于宏观尺度下的介质极化响应函数，特别是高阶极化项的引入。我们将详细阐述二阶非线性效应（如倍频、和频、差频产生以及参量过程）和三阶非线性效应（如自相位调制、交叉相位调制、四波混频等）的物理机制。 非线性介质响应函数： 详细解析了介电常数的非线性依赖关系，构建了描述光波在非线性介质中传播的薛定谔方程的完整数学模型，包括色散和非线性项的耦合分析。 频率转换机制： 深入剖析了频率转换过程中的相位匹配条件。我们不仅讨论了传统晶体中的双折射相位匹配，还重点介绍了基于准相位匹配（Quasi-Phase Matching, QPM）技术，如周期性极化反转（Periodically Poled Lithium Niobate, PPLN）结构的设计与优化，以及其在提高转换效率方面的突破。 克尔效应与光孤子： 三阶非线性效应是现代光通信和超快光学中的关键。本章节详细阐述了光克尔效应（Optical Kerr Effect）在光纤和波导中引起的自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）。在此基础上，我们构建了包含非线性、色散和增益/损耗的广义非线性薛定谔方程（GNLSE），并推导出在特定条件下光孤子（Solitons）存在的物理前提，包括亮孤子和暗孤子的特性分析。 第二部分：关键非线性光子器件的集成与应用 在掌握了基础理论之后，本书的后半部分将视角转向如何将这些非线性效应转化为实际可用的光子器件，尤其关注集成光子学平台上的实现。 集成非线性波导： 详细比较了硅基（Silicon Photonics）、铌酸锂（Lithium Niobate）以及氮化硅（Silicon Nitride）等主流平台在实现高效非线性相互作用方面的优势与挑战。特别地，我们将探讨利用高折射率差异材料实现高非线性增强的机制，例如在深亚波长光栅结构中的光场约束。 片上频率梳的生成与应用： 非线性光频率梳（Optical Frequency Combs）是当前计量学和光谱学的前沿热点。本书详细介绍了如何利用集成微环谐振器（Micro-ring Resonators）和特定设计的光波导，通过克尔效应驱动的自锁模（Self-locking）过程，在芯片上稳定地产生具有等间隔光谱线宽的频率梳。我们讨论了其在精密测距、原子钟同步以及片上光谱分析中的具体应用案例。 光计算与数据处理： 非线性效应是实现光开关、光逻辑门以及光信号处理的基础。我们分析了基于半导体光放大器（SOA）的四波混频（FWM）交叉开关，以及利用非线性吸收和克尔效应实现的光脉冲整形和压缩技术。此外，书中还探讨了如何设计具有特定拓扑结构的波导阵列，以实现模拟光计算或神经网络的初步探索。 参量放大器与低噪声放大： 利用参量过程（Optical Parametric Amplification, OPA）在低噪声、高增益的信号放大中具有独特优势。本章聚焦于如何设计高效的片上参量放大器，避免传统掺铒放大器（EDFA）引入的振荡问题，并讨论了如何通过优化泵浦光与信号光的耦合，实现对特定波段光信号的纯净放大。 本书特色与读者对象 本书的结构设计强调了从基本物理概念到复杂工程实现的平滑过渡。每一章节都包含大量由微积分、傅里叶分析和模式理论导出的数学公式，并辅以清晰的物理图像解释。 深度与广度兼备： 内容覆盖了从经典麦克斯韦方程组到量子场论在非线性介质中作用的理论基础，同时紧密结合了最新的微纳光子学集成技术。 案例驱动： 提供了多个基于实际研究的工程设计案例，包括波导的有效模场面积（$A_{eff}$）计算、非线性参数（$n_2$, $g^{(2)}$）的测量方法，以及器件的耦合损耗分析。 面向读者： 本书适合攻读光学工程、电子工程、物理学等相关专业的研究生，以及致力于光通信、激光技术、量子光学等领域研发工作的工程师和科学家。读者应具备扎实的电磁场理论和光学基础知识。 通过系统学习本书内容，读者将能深刻理解非线性光学的本质规律，并具备设计、制造和优化下一代高性能集成光子器件的能力。 ---

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这本书的名字《Multi-wavelength Optical Networks》让我脑海中浮现出一种高科技、高效率的通信场景。我想象中的这本书，不仅仅是理论的堆砌，更是一扇通往未来网络世界的窗口。我好奇书中是如何将“多波长”这一概念与“光网络”紧密结合起来的。它是否会深入讲解，在同一根光纤中，如何通过不同的“颜色”（也就是不同的波长）来承载多路独立的数据流？这背后涉及到的光学原理，比如光谱学、衍射、干涉，以及光纤的色散和损耗特性，我非常期待能在书中得到详尽的解答。书中关于技术实现的部分，我特别希望能看到对当前主流多波长技术，如波分复用（WDM）及其密集版本（DWDM）的详细介绍。这其中，激光器、调制器、放大器、以及各种光滤波器和解复用器的作用和原理，是我迫切想了解的。此外，一个“网络”就意味着连接和管理。我希望能看到书中对多波长光网络拓扑结构的分析，以及关于网络资源分配、波长路由和业务承载的策略。书中是否会讨论如何实现高效的网络管理和故障诊断，以保证网络的稳定性和可靠性？对我而言，实际应用是检验技术价值的关键。我希望书中能包含一些关于多波长光网络在不同领域，如电信运营商、互联网服务提供商、数据中心内部互联，甚至是在科学研究领域（如射电天文学的信号传输）的实际案例研究。这些案例将能帮助我更直观地理解这项技术的巨大潜力和价值。

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这本书的名字叫做《Multi-wavelength Optical Networks》，光从书名上就能感受到一种技术深度和广阔的应用前景。我一直对光网络技术充满好奇，特别是多波长技术，因为它听起来就像是能够极大地提升数据传输效率和网络容量的关键。想象一下，一条光纤不再只能承载一种颜色的光信号，而是可以同时传输红、绿、蓝，甚至更多颜色的光，每种颜色都代表着一条独立的通信链路，这该是多么令人兴奋的景象！我很好奇这本书是如何深入浅出地解释这个复杂概念的，它是否会从基础的光学原理讲起，比如光的衍射、干涉，以及如何利用非线性光学效应来实现波长的复用和解复用？我特别期待书中能够包含对各种多波长技术实现的详细介绍，比如WDM（波分复用）、DWDM（密集波分复用）以及更先进的技术。书中是否会涉及相关的硬件设备，比如激光器、光调制器、光放大器、以及各种滤波器和解复用器？这些都是构成多波长光网络骨干的关键组件，了解它们的工作原理和性能指标对于理解整个网络至关重要。此外，我希望能看到关于这些网络在实际应用中的案例分析，例如在电信运营商、数据中心、以及科学研究等领域，它们是如何发挥作用，又是如何解决当前网络面临的挑战的。这本书是否会提供一些关于未来多波长光网络发展趋势的预测和探讨，比如与人工智能、5G/6G通信的结合，或者在量子计算领域扮演的角色？这些都是让我非常期待的内容，希望能从书中获得启迪。

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我一直在寻找一本能够让我对“多波长光网络”这个概念有一个全面且系统认识的书籍，而《Multi-wavelength Optical Networks》这个名字本身就充满了吸引力。我希望这本书能像一位经验丰富的向导，带我穿越光学的迷宫，揭示多波长传输背后的奥秘。我想知道，究竟是什么样的物理原理支撑着多波长同时传输？书中会不会详细解释衍射光栅、棱镜，或者更先进的微纳光学器件是如何实现不同波长光的精确分离和合束的？我对书中关于光纤本身的特性也会非常感兴趣，比如不同类型光纤对不同波长光的损耗和色散特性的影响，以及如何通过优化光纤设计来提升多波长传输的性能。此外，网络架构也是我非常关注的方面。书中是否会探讨不同拓扑结构的多波长光网络，比如点对点、总线型、环形或者更复杂的网状结构，以及它们各自的优缺点？我非常期待书中能够提供关于网络管理和控制的详细信息，毕竟，一个复杂的网络系统需要有效的管理才能保证其稳定运行。例如，如何进行波长分配、路由选择、以及故障检测和恢复？书中会不会介绍相关的协议和算法？当然，实际应用是检验技术价值的最终标准。我希望能看到这本书能够深入剖析多波长光网络在不同行业中的应用场景，比如海底光缆、城域网、骨干网，甚至是未来的物联网和智能交通系统。书中是否会包含一些关于网络部署、优化和维护的实际案例，能够让我更直观地理解理论知识如何在实践中落地？

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《Multi-wavelength Optical Networks》这本书，听起来就是一本技术含量非常高的著作。我设想它会是一次深入光通信领域“多波长”技术的探索之旅。我很好奇，书中是否会从根本上解释“多波长”这个概念的由来，以及它为何如此重要？是否会涉及到光的物理特性，比如电磁波的频谱，以及如何利用这些特性来实现不同信息的承载？我特别期待书中能够详细介绍几种主流的多波长技术，比如WDM、DWDM，以及可能更先进的OFDM（正交频分复用）在光网络中的具体实现方式。这其中，光调制和解调技术必然是核心内容，书中是否会深入讲解如何将电信号转化为光信号，并通过不同波长进行编码，以及在接收端如何精确地将各个波长的信号分离出来？我非常想了解实现这些技术所需的关键元器件，比如激光器阵列、可调谐滤波器、光栅、以及各种光开关和复用器。书中对这些器件的介绍，是否会包含它们的原理、性能参数和发展趋势？当然，一个网络不仅仅是技术的堆砌，更重要的是它的架构和管理。我希望书中能提供关于多波长光网络架构的设计原则，以及如何进行高效的网络管理和资源分配。例如，是否会涉及波长路由算法、网络拓扑优化、以及故障检测和管理机制？这些都是构建一个稳定可靠多波长网络不可或缺的部分。最后，我很想知道，这本书是否会分享一些实际的应用案例，例如在电信骨干网、城域网，甚至是数据中心互联等场景中，多波长光网络是如何发挥其优势，解决现实问题的？

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拿到《Multi-wavelength Optical Networks》这本书，我首先想到的是它可能带来的技术革新。多波长技术本身就意味着信息传输能力的指数级增长，这对于我们这个信息爆炸的时代来说，简直是雪中送炭。我非常好奇书中是如何阐述“多波长”这一概念的，它是否会从最基础的光的本质讲起，解释为什么不同颜色的光（也就是不同波长）在光纤中可以被区分开来，而且互不干扰？我特别想了解书中关于各种多波长技术实现方式的对比和分析，比如，书中所提到的技术是否包含光放大器（EDFA）在多波长系统中的应用？它如何补偿不同波长光的损耗，保证信号的质量？此外，对于网络的连接和管理，我充满疑问。书中是否会详细介绍波长路由（wavelength routing）和波长分配（wavelength assignment）的算法？这些算法如何决定一条通信请求应该使用哪个波长，如何在网络中找到最优路径？我希望书中能提供一些关于网络性能评估的指标和方法，例如吞吐量、延迟、误码率等，以及如何通过多波长技术来优化这些指标。另外，这本书的名字暗示着它可能不仅仅关注技术本身，还会探讨这些技术在实际网络建设中的应用。我迫切想知道，书中是否会涉及一些大型通信运营商如何利用多波长光网络来扩展其网络容量，或者数据中心如何通过这种技术来应对海量数据的传输需求？这些实际案例的分析，对于我理解技术的价值和意义至关重要。

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