光无源器件

光无源器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:林学煌
出品人:
页数:239
译者:
出版时间:1998-4
价格:15.00
装帧:平装
isbn号码:9787115067678
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《光无源器件》内容梗概: 本书深入剖析了现代光通信和光电子技术基石——光无源器件的原理、设计、制造与应用。全书体系完备,内容详实,旨在为读者构建一个全面而深入的认知框架。 第一部分:光无源器件基础理论 本部分奠定了读者理解后续章节所需的基础知识。 光学基础回顾: 详细阐述了光的基本性质,包括电磁波理论、光的传播、反射、折射、衍射、干涉等经典光学现象。特别强调了与光器件设计紧密相关的概念,如光场分布、相位、偏振等。 光波导理论: 深入讲解了光在介质中传输的原理,重点介绍了几何光学近似和波动光学理论在光波导分析中的应用。详细阐述了不同类型光波导的结构(如平面光波导、脊形光波导、光纤波导)及其模式特性,包括单模、多模行为,模式耦合,以及模式转换等关键概念。 材料科学在光器件中的应用: 详细介绍了常用于制造光无源器件的各类材料,包括硅基材料(二氧化硅、氮化硅、硅)、铌酸锂、聚合物、硫系玻璃等。分析了这些材料的光学特性(折射率、损耗、非线性效应),机械性能,以及在不同波长范围内的适应性。同时,也涵盖了材料制备和改性的技术,以满足高性能器件的需求。 集成光学基本原理: 介绍了将多种光学功能集成到单个芯片上的技术。阐述了平面光波导集成、耦合器、分束器、调制器等基本集成器件的工作原理,以及如何通过设计和制造工艺实现器件的功能性和小型化。 第二部分:典型光无源器件详解 本部分将聚焦于一系列在光通信和光电子领域扮演核心角色的无源光学器件。 光耦合器 (Coupler): 详细介绍不同类型光耦合器的结构和工作原理,包括3dB耦合器、定向耦合器、多通道耦合器。深入分析了耦合比、插入损耗、串扰等关键参数,以及波长依赖性。讲解了平面光波导耦合器的设计和制造工艺。 光分束/合束器 (Splitter/Combiner): 阐述了如何通过光波导结构实现光信号的分流和汇聚。介绍了一维分束器(如1xN分束器)和二维分束器(如NxM分束器)的结构设计,分析了其功率分配均匀性、插入损耗和回波损耗。 光衰减器 (Attenuator): 介绍了实现光信号功率衰减的不同机制,包括固定衰减器和可变衰减器。重点分析了基于吸收、散射、光栅耦合等原理的衰减器设计,以及其在功率控制和动态范围方面的性能指标。 光波长多路/解复用器 (WDM Demultiplexer/Multiplexer): 详细讲解了如何将不同波长的光信号分离和合成。深入分析了基于光栅、干涉仪、耦合器阵列等技术实现波分复用器的原理,包括通道间隔、插入损耗、相邻通道串扰等关键性能参数。 光开关 (Optical Switch): 介绍了实现光路切换的不同技术,包括基于机械、热光、电光、声光效应的开关。重点分析了其切换速度、插入损耗、隔离度、可靠性等指标,以及在网络连接和信号路由中的应用。 光滤波器 (Optical Filter): 阐述了滤除特定波长光信号或允许特定波长通过的器件。详细介绍了基于光栅、法布里-珀罗干涉仪、微谐振腔等技术实现的滤波器,包括中心波长、带宽、阻带抑制等参数。 光 isolator (Optical Isolator) 和 circulator (Optical Circulator): 解释了这两个器件在防止光信号反向传播中的重要作用。分析了其工作原理,通常基于法拉第旋转效应,并讨论了其插入损耗、隔离度和回波损耗等关键性能。 其他关键器件: 简要介绍光连接器、光适配器、光分路器、光功率分配器等在光纤通信系统中不可或缺的无源元件,分析其结构特点和性能要求。 第三部分:设计、制造与测试 本部分将视角转向光无源器件的工程实现。 设计流程与工具: 详细介绍了光无源器件的设计流程,从需求分析到理论建模,再到仿真优化。介绍了常用的仿真软件和设计工具,如光学模拟软件,以及如何进行参数提取和性能预测。 制造工艺: 深入讲解了集成光无源器件的制造技术,包括光刻(如光刻、电子束光刻)、刻蚀(如干法刻蚀、湿法刻蚀)、薄膜沉积(如PECVD、PVD、MBE)、键合技术等。详细介绍了不同材料体系的制造工艺流程及其优缺点。 封装技术: 探讨了如何将制造好的光无源器件进行封装,以保护其免受环境影响,并方便其接入和连接。介绍了常见的封装形式(如芯片级封装、模块级封装),以及相关的光纤耦合、电连接等工艺。 性能测试与表征: 详细介绍了用于评估光无源器件性能的各种测试方法和仪器。包括光学参数测试(如插入损耗、回波损耗、串扰、波长特性),以及可靠性测试(如温度循环、湿度测试、振动测试)。 第四部分:应用领域与发展趋势 本部分将概述光无源器件在现代科技中的广泛应用,并展望其未来发展方向。 光通信网络: 详细阐述了光无源器件在骨干网、城域网、接入网中的作用,例如在WDM系统中实现多波长传输,在光纤到户(FTTH)网络中实现信号分配。 数据中心: 分析了光无源器件在高速数据传输、光互连等方面的应用,以及对小型化、高密度、低功耗器件的需求。 光传感与测量: 介绍了光无源器件在各类光学传感器中的应用,例如光纤布拉格光栅(FBG)传感器、干涉仪传感器等,用于测量温度、应变、压力等物理量。 其他新兴应用: 简要提及了光无源器件在激光器、光电探测器、生物医学成像、导航系统等领域的潜在应用。 未来发展趋势: 展望了光无源器件在小型化、集成化、智能化、低损耗、宽带化、高性能化等方面的发展方向,以及新材料、新工艺的探索。 本书内容丰富,条理清晰,既适合作为高等院校光学工程、电子工程、通信工程等相关专业的教材或参考书,也为从事光电子器件研发、生产和应用的工程师提供了宝贵的指导。

作者简介

目录信息

一,光纤活动连接器
二,固定连接器
三,光衰减器
四,无源光耦合成器件
五,光波分复用器
六,光隔离器
七,光开关
八,无源器件的发展方向之一-集成光学
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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初次翻开《光无源器件》这本书,我怀揣着对光通信领域的好奇与一丝忐忑。毕竟,光无源器件这个概念对于非专业人士来说,未免有些过于晦涩和抽象。然而,随着阅读的深入,我发现这本书并没有我想象中那样枯燥乏味,反而是以一种循序渐进、层层递进的方式,将一个庞大而精妙的科技世界展现在我眼前。作者并没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的原理,而是从光通信的基础概念入手,娓娓道来,仿佛一位经验丰富的老师,耐心地引导我一步步探索。我被书中对于光纤、光连接器、光耦合器等基本器件的介绍深深吸引。那些看似简单的结构,背后却蕴含着如此深奥的光学原理和精密的制造工艺。书中对于这些器件的功能、分类、以及它们在整个光通信系统中的作用都进行了详细的阐述,并且常常辅以清晰的图示和直观的比喻,让我这个初学者也能轻易理解。例如,关于光纤的介绍,作者不仅讲解了单模光纤和多模光纤的区别,还细致地描述了光在其中的传播方式,以及导致信号衰减的各种因素。对于光连接器的部分,书中更是详细介绍了不同类型的连接器(如SC、LC、FC等)的结构特点、连接方式以及它们在实际应用中的优缺点。我尤其欣赏作者在描述连接器时,对于插拔的便捷性、回波损耗的控制以及机械性能的强调,这些细节都直接关系到光通信系统的稳定性和可靠性,让我真切地感受到技术的力量。

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总而言之,《光无源器件》这本书为我打开了一扇通往光通信世界的大门,让我对这个看似神秘的技术领域有了初步的认识,并且激起了我进一步探索的兴趣。书中内容丰富、讲解清晰,从基础概念到前沿技术,都进行了详实的介绍。我不仅了解了各种光无源器件的基本原理和功能,还对它们在现代通信系统中的重要作用有了深刻的体会。这本书的价值在于它能够将复杂的科学原理转化为易于理解的知识,并且能够激发读者对未来科技发展的思考。我相信,无论是对于想要了解光通信领域的研究人员,还是对新技术充满好奇的普通读者,这本书都能提供宝贵的知识和启发。它是一本值得反复阅读、深入品味的优秀读物。

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《光无源器件》这本书的语言风格流畅易懂,虽然涉及大量专业技术术语,但作者总是能够通过类比和图示,将复杂的原理转化为易于理解的概念,这对于非专业读者来说是极大的福音。书中对每一个器件的讲解,都力求做到全面而深入,从基本原理、结构特点、性能指标到应用场景,都进行了详细的阐述。我尤其欣赏书中在讨论一些关键性能指标时,例如插入损耗、回波损耗、偏振相关损耗(PDL)等,作者都会给出明确的解释和计算方法,并说明这些指标对系统性能的具体影响。这种严谨的学术态度,让我能够真正理解这些技术参数的意义。同时,书中在描述制造工艺和材料选择时,也充分考虑到了实际的工程问题,例如如何提高器件的稳定性和可靠性,如何降低生产成本等。

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这本书在对光无源器件的讲解上,给我带来了许多全新的认知和惊喜。我原本以为光无源器件仅仅是实现光信号传输的一些基础配件,但阅读后才发现,它们的设计和制造水平,直接决定了整个光网络的性能。书中对于光分路器(Splitter)和光耦合器(Coupler)的深入剖析,让我对它们在信号分配和合路方面的关键作用有了更深刻的理解。作者详细讲解了不同类型的分路器(如1xN、2xN)和耦合器(如1x2、2x2、x/y dB耦合器)的工作原理,包括它们的结构、材料选择以及如何实现精确的光功率分配。书中提到的“平顶光功率输出”、“低插入损耗”、“高回波损耗”等技术指标,我才明白原来是衡量这些器件性能的重要标准,它们直接影响着光信号的传输质量和网络的稳定性。而且,作者还介绍了这些器件在不同应用场景下的具体选择和考量,比如在FTTH(光纤到户)网络中,分路器的数量和类型如何影响用户带宽;在有源光网络(PON)中,分路器又是如何实现多用户共享光纤的。我尤其对书中关于波长无关光分路器(WDM-PON)和可调谐光分路器的介绍感到惊奇,这些前沿的技术应用,预示着未来光通信网络将更加灵活和高效。

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阅读《光无源器件》的过程,对我而言更像是一次探索光世界奥秘的旅程。书中关于光放大器的应用和相关器件的讨论,让我对光信号传输中的能量补充有了全新的认识。我尤其对拉曼放大器(Raman Amplifier)和掺铒光纤放大器(EDFA)的原理进行了深入的了解。书中不仅详细解释了EDFA如何利用掺杂了铒离子的光纤来放大特定波长的光信号,还阐述了拉曼放大器如何利用受激拉曼散射效应来实现更宽范围、更灵活的光信号放大。这些放大器在长距离传输和高带宽网络中的关键作用,让我深刻理解了光通信系统为何能够实现如此远距离、高效率的传输。此外,书中还提及了其他一些用于支持光放大器工作的辅助器件,如光泵浦激光器和滤波器,这些细节都展示了光通信技术的系统性和精密性。

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《光无源器件》这本书不仅在技术深度上令人称道,在内容的组织和呈现方式上也独具匠心,这使得我这个门外汉也能轻松地进入光无源器件的奇妙世界。作者在阐述各个器件时,并没有孤立地讲解,而是巧妙地将它们置于整个光通信系统的框架中,让我能够更清晰地理解它们的功能和价值。例如,在介绍光分插复用器(OADM)时,作者不仅讲解了它的基本原理,还将其与WDM技术相结合,生动地展示了如何在一个光纤信道中增加或删除特定波长的光信号。书中对于OADM的类型,如固定OADM和可重构OADM(ROADM)的介绍,以及ROADM在网络灵活性和升级潜力方面的优势,都让我印象深刻。此外,书中对光连接组件(如跳线、尾纤)的详细介绍,以及它们在光纤网络部署中的重要性,也让我意识到了细节之处蕴含着巨大的技术含量。这些看似不起眼的组件,其质量和可靠性直接关系到整个网络的性能表现。

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这本书在对光无源器件的阐述中,特别注重实际应用和行业发展趋势的结合,这使得我能够更准确地把握这一领域的发展脉络。书中对于数据中心光互连、5G通信网络以及物联网(IoT)等新兴应用领域中光无源器件的需求和挑战进行了深入的分析。我了解到,随着数据流量的爆炸式增长,数据中心对高密度、低损耗、高可靠性的光无源器件提出了更高的要求。而在5G时代,基站和用户终端之间对高带宽、低延迟的无线和有线传输需求,也促进了相关光无源器件技术的不断进步。书中还探讨了光无源器件在光传感、光计量等领域的应用,让我看到了光技术在更广泛的领域发挥着越来越重要的作用。这些实际案例和趋势分析,让我对光无源器件的重要性和未来发展方向有了更清晰的认识。

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《光无源器件》这本书带给我的,远不止是对技术名词的了解,更多的是一种对光通信系统整体架构的清晰把握。作者在讲解单个器件的同时,也着重强调了它们之间的协同作用,以及它们如何共同构建起庞大而高效的光网络。书中对于光隔离器(Isolator)、光环形器(Circulator)和光滤波器(Filter)的论述,让我深刻认识到它们在保护关键光器件、实现信号隔离以及精确滤除特定波长光信号方面的重要性。我特别注意到书中关于光隔离器如何利用法拉第效应来阻止反向光传播的原理说明,这对于防止激光器受到反向光影响而损坏起到了至关重要的作用。而光环形器的多端口特性,以及在光时域反射仪(OTDR)和光放大器中的应用,也让我对其在复杂光路中的灵活调控能力有了更直观的感受。至于光滤波器,书中则详细介绍了不同类型的滤波器(如介质滤波器、光栅滤波器、薄膜滤波器)的工作原理和性能特点,以及它们在WDM(波分复用)系统中的关键作用,如何实现不同波长光信号的有效分离和合路。这些器件的精密设计和高性能表现,共同构成了光通信网络稳定运行的基石。

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《光无源器件》这本书的价值,不仅在于其技术内容的详实,更在于它能够激发读者对未来通信技术发展的想象力。书中对集成光路(Photonic Integrated Circuits, PICs)和微机电系统(MEMS)在光无源器件领域的应用的探讨,让我看到了技术融合和微型化带来的巨大潜力。我被书中关于如何将多种光无源器件集成到一个芯片上的设计理念所吸引,这不仅能够减小器件的体积,还能降低生产成本,提高集成度和可靠性。书中对MEMS技术在光开关、光衰减器等器件中的应用进行了详细介绍,例如利用微小的机械结构来实现光路的切换或信号的衰减,这种微观世界的精密控制,让我惊叹于人类智慧的结晶。这些技术的发展,无疑将为下一代光通信网络奠定坚实的基础。

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我一直对光通信的未来发展充满兴趣,而《光无源器件》这本书恰好满足了我对这一领域深入探索的渴望。书中对更高性能、更小型化、更智能化的光无源器件的探讨,让我看到了这个行业巨大的发展潜力。我特别被书中关于光开关(Optical Switch)和光衰减器(Attenuator)的章节所吸引。光开关的快速、无机械损耗切换能力,以及它在网络重构、故障排除和信号路由中的关键作用,让我看到了未来网络灵活性和可靠性的飞跃。书中介绍了不同类型的光开关,如MEMS光开关、热光开关、电光开关等,并分析了它们在速度、功耗、插入损耗等方面的优劣。而光衰减器,虽然听起来是一个相对简单的器件,但书中对于如何精确控制光信号衰减的详细阐述,以及它在功率平衡、系统测试和动态增益调整中的重要性,都让我对其有了更深刻的认识。我尤其对书中提及的固定光衰减器和可变光衰减器,以及它们在不同应用场景下的具体选择,印象深刻。这些技术的发展,正在不断推动着光通信网络向着更高效、更智能的方向迈进。

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希望将来光流控发展好了,做成片上光学Optics on a chip

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