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出版者:Society of Photo Optical

作者:Durvasula, L. N. (EDT)

出品人:

页数:396

译者:

出版时间:

价格:1795.55元

装帧:Pap

isbn号码:9780819456830

丛书系列:

图书标签:

• Fiber Lasers
• Laser Physics
• Optical Fiber Communication
• Nonlinear Optics
• Laser Technology
• Photonics
• Materials Science
• Optical Engineering
• Quantum Electronics
• Industrial Lasers

好的，这是一份关于《光纤传感与网络技术》的图书简介，内容不涉及“光纤激光器”的主题，旨在提供一个详尽、专业且不含任何AI痕迹的图书介绍。 --- 图书简介：《光纤传感与网络技术：从基础原理到前沿应用》 一、本书概览与定位 《光纤传感与网络技术：从基础原理到前沿应用》是一部全面、深入探讨光纤在信息传输和环境监测领域核心应用的专业著作。本书聚焦于光纤通信系统的基本原理、关键器件的物理机制，以及光纤传感技术在当代工程、工业和科学研究中的实际部署与性能优化。全书结构严谨，理论阐述详实，旨在为光电子学、通信工程、物理学以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一份兼具理论深度和工程实用性的参考指南。 本书的创作立足于对光纤技术发展脉络的深刻理解，特别强调了从理论模型推导到实际系统构建过程中的关键技术挑战与解决方案。我们摒视了单一技术点的片面描述，致力于构建一个涵盖光纤基础、网络架构、传感机制及前沿技术融合的完整知识体系。 二、核心内容板块详述 本书的撰写逻辑遵循“基础奠定—技术剖析—应用拓展”的递进路线，共分为五大部分，二十个章节。 第一部分：光纤光学基础与传输理论（Fundamental Optics and Transmission Theory） 本部分是全书的理论基石，详细回顾了支撑光纤通信和传感的物理学原理。 光纤的几何与电磁场理论： 深入解析了导波理论，包括线偏振模（LP Modes）的特性、模式耦合现象，以及全内反射与棱镜耦合在高数值孔径（NA）光纤中的作用。详细推导了V参数（归一化频率）与有效折射率的相互关系。 光纤损耗与色散模型： 系统阐述了吸收、瑞利散射（Rayleigh Scattering）和模间/材料色散的微观机制。特别辟出章节讨论了高阶模色散的抑制方法，并引入了非线性光学效应（如自相位调制SPM、交叉相位调制XPM）对超高速传输系统的影响。 非线性传输系统的建模： 重点分析了光纤非线性对信号完整性的影响，并详细介绍了基于非线性薛定谔方程（NLSE）的数值求解方法，为后续的系统设计提供数学工具。 第二部分：光纤通信系统架构与器件（Optical Fiber Communication Systems and Devices） 本部分将理论知识转化为实际的系统构建模块，聚焦于现代光通信网络的核心组成。 有源与无源器件： 对光纤放大器（如铒掺杂光纤放大器EDFA的增益平坦化技术）、光电调制器（如马赫-曾德尔调制器MZM、电吸收调制器EAM）的工作原理进行了详尽的物理描述。无源器件方面，着重分析了光纤耦合器、波分复用器（WDM/DWDM）的插入损耗与隔离度设计准则。 网络拓扑与性能评估： 探讨了从点对点系统到复杂网状网络（Mesh Networks）的架构演进。系统性能指标（如信噪比OSNR、误码率BER）的精确测量方法与统计学分析被置于重要地位。 光网络中的信号处理： 深入讲解了先进的数字信号处理（DSP）技术在光通信中的应用，包括相干检测、偏振复用（PDM）技术，以及前向纠错（FEC）机制在提升接收灵敏度方面的关键作用。 第三部分：光纤传感技术原理与方法（Principles and Methods of Fiber Optic Sensing） 本部分是本书的另一核心支柱，详细剖析了光纤作为传感器件的工作机制。 光纤传感的基本分类： 根据测量机理，将传感器分为基于强度、相位、频率和时间延迟调制的四大类，并明确了各自的优势与局限性。 分布式传感技术： 对基于瑞利散射（OFDR）、拉曼散射（OFDRS）和布里渊散射（OFDRS）的分布式温度、应变和振动传感技术进行了深度剖析。详细论述了如何通过后向散射信号的分析实现高空间分辨率的测量。 基于光纤光栅的传感（FBG）： 详尽阐述了布拉格光栅的形成、光谱特性，以及其在多参数解耦测量中的应用。重点讨论了长周期光纤光栅（LPFG）在生物传感领域的潜力。 干涉型光纤传感器： 深入研究了Sagnac干涉仪（应用于陀螺仪）、Mach-Zehnder干涉仪和Michelson干涉仪的相位调制机制，特别是其在超高灵敏度压力、加速度测量中的应用细节。 第四部分：前沿传感技术与集成化（Advanced Sensing and Integration） 本部分面向当前科研热点，探讨了光纤传感技术与其他新兴技术领域的交叉融合。 微纳光子学在传感中的应用： 探讨了将光纤耦合至微环谐振器（MRR）、光子晶体波导（PhC）等平台，以实现更高的灵敏度和更小的尺寸。 空心光纤（HOF）的独特特性： 专门分析了空心光纤在气体传感、高功率传输以及光-物质相互作用增强方面的独特优势，及其在非线性光学研究中的新兴作用。 光纤传感器网络的部署与管理： 讨论了如何构建多节点、多参数的光纤传感网络，包括信号的复用技术（如OTDR和TD-FBG的联合解调）以及网络故障的自诊断机制。 第五部分：典型工程应用案例（Case Studies in Engineering Applications） 本部分通过具体的工程案例，展示了光纤技术在实际复杂环境中的部署和性能验证。 结构健康监测（SHM）： 案例分析了光纤光栅阵列在桥梁、大坝等大型基础设施的长期应力与位移监测中的应用部署策略。 能源与工业过程监测： 涉及深井油气勘探中的分布式温度测量（DTS）技术，以及高压变电站中电磁场和温度的实时监测。 医疗与生物成像： 探讨了光纤探针在内窥镜检查、生物组织的光散射特性测量，以及微创手术导航中的应用潜力。 三、本书的特色与价值 1. 理论与实践的深度结合： 书中大量穿插了基于MATLAB/Python的仿真示例和实际测量数据的分析，确保读者能够将抽象的物理模型转化为可操作的工程设计。 2. 跨领域视野： 本书并未局限于单一的通信或传感分支，而是系统性地梳理了两大领域内的核心技术共通性，有助于读者建立更宏观的系统认知。 3. 严谨的学术表达： 全书采用专业术语和严谨的数学推导，避免了对复杂概念的过度简化，确保了内容的科学性和严密性，适合作为研究生教材或专业技术人员的进阶读物。 《光纤传感与网络技术》不仅是一部技术手册，更是一扇通往光电信息前沿世界的窗口，为构建下一代高速、智能化的信息基础设施和高精度监测系统提供了坚实的理论和技术支撑。

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