Introduction to Fiber Optics, Third Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Newnes

作者:John Crisp

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2005-12-26

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780750667562

丛书系列:

图书标签:

光纤
光纤通信
光电子学
物理
工程
通信工程
光学
传感器
光纤技术
网络

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具体描述

"Introduction to Fiber Optics" is well established as an introductory text for engineers, managers and students. It meets the needs of systems designers, installation engineers, electronic engineers and anyone else looking to gain a working knowledge of fiber optics with a minimum of maths. Review questions are included in the text to enable the reader to check their understanding as they work through the book. The new edition of this successful book is now fully up to date with the new standards, latest technological developments and includes a new chapter on specifying optical components. Whether you are looking for a complete self-study course in fiber optics, a concise reference text to dip into, or a readable introduction to this fast moving technology, this book has the solution. It is a practical, no-nonsense guide to fiber optics. It features an up-to-date coverage that minimises mathematics. It contains new material on specifying optical components.

光纤技术的前沿探索：光通信与传感的革新本书《光纤技术的前沿探索：光通信与传感的革新》（暂定名）旨在深入剖析当前光纤技术在信息传输和精密测量领域所取得的革命性进展，并前瞻性地探讨其在未来数字社会中的关键作用。全书内容聚焦于超越传统光纤概念的尖端研究方向，完全不涉及“Introduction to Fiber Optics, Third Edition”中关于基础光纤原理、入门级传输理论或经典光纤器件的详尽介绍。本书的基调是面向高阶研究人员、资深工程师以及相关领域的博士生，侧重于解决当前光通信和光传感领域面临的极限性能挑战和新型应用需求。 --- 第一部分：超高容量光传输系统的瓶颈突破本部分彻底摒弃了对标准单模光纤（SMF）特性的基础讨论，转而专注于突破香农极限和提升频谱效率的尖端技术。第一章：空分复用（SDM）的下一代架构与信道模型本章不再讨论时分复用（TDM）或波分复用（WDM）的基础原理，而是将焦点完全置于空分复用技术。我们将深入分析多芯光纤（MCF）和少模光纤（Few-Mode Fiber, FMF）在实际商业网络部署中遇到的模式耦合、串扰抑制与动态补偿的复杂工程问题。重点研究如何利用基于机器学习的模式-模组间串扰（MIMO-DSP）均衡算法，实现跨越数百公里的高阶模态传输的实时优化。此外，本章将详细阐述空心光纤（Hollow-Core Fiber, HCF）在降低非线性效应和实现超低延迟通信方面的潜力，特别是针对量子通信和高频交易场景的特殊要求。第二章：非线性光学在新兴传输介质中的应用本章完全规避了标准光纤中的四波混频（FWM）和自相位调制（SPM）的经典处理方式。核心内容是探讨如何主动利用先进光纤（如超连续谱产生光纤或高非线性光纤）中的非线性效应，来实现光频率梳的生成、光脉冲的超快整形，以及非线性克尔效应在光缓冲器中的应用。重点分析新型光纤材料，如掺杂了稀土离子或量子点的光纤，它们在实现光放大和增益平坦化方面的非传统机制。第三章：光网络的功能虚拟化与实时资源调度本书不再关注传统光网络单元（如OEO、VOA）的物理实现，而是着眼于光域功能的软件定义网络（SDN）控制平面。本章详细介绍了光子集成电路（PIC）在实现高速、低功耗的光交叉连接（OXC）中的最新进展，特别是硅光子学（Silicon Photonics）平台在集成可编程滤波器、调制器和探测器方面的能力。核心挑战在于如何在分布式网络中，利用拓扑感知算法实现对光路径的毫秒级动态重构和保护切换。 --- 第二部分：精密传感与光场调控的深度集成本部分侧重于光纤在超越简单“信号传输”范畴，进入高精度测量、生物医学和量子信息领域的应用。第四章：高灵敏度分布式传感的抗干扰与反向散射分析本章摒弃了基础的瑞利散射和布里渊散射原理介绍，直接深入到分布式光纤传感（DOS）的极限性能。我们将详细剖析多参数耦合传感中的交叉敏感性问题，例如如何区分温度变化、应变和声学扰动引起的微小信号差异。重点研究基于非线性光纤的超低噪声传感技术，例如基于Sagnac干涉仪的改进型传感拓扑，用于探测地质活动或微弱磁场变化。内容涵盖了先进的时间-频率编码技术在提升传感距离和分辨率中的应用。第五章：光场束控与超表面（Metasurfaces）在光纤耦合中的应用本章不再讨论传统耦合器的制造工艺。重点在于电磁场调控的视角。我们将探讨如何利用二维或三维纳米结构光子晶体和可重构光子超表面来实现对光纤端面出射光场的任意相位和振幅分布控制。这对于实现无透镜成像、高维量子态的精确耦合以及光纤阵列的动态对准至关重要。内容涉及拓扑光子学在设计具有鲁棒性的单向光传输结构中的最新应用。第六章：生物医学光子学中的新型光纤探针与活体成像本章聚焦于微纳尺度的光纤器件在生物医学前沿的应用。不再讨论基本的吸收和散射理论，而是深入研究双光子、三光子激发技术在深层组织成像中的非线性动力学。重点分析多模光纤束（MMFB）在引导复杂光束（如光镊或贝塞尔光束）进入活体细胞内部进行无创性力学操控和内源性分子标记方面的最新进展。此外，本章还将探讨光纤内集成的微流控技术，用于实时监测细胞环境的化学梯度。 --- 第三部分：光与物质相互作用的量子前沿本部分完全聚焦于量子信息科学中光纤和类光纤结构作为核心组件的角色，这是一个完全脱离经典通信范畴的领域。第七章：固态量子存储器与光纤接口的集成挑战本书在此处详尽分析了稀土离子掺杂晶体和缺陷工程半导体（如金刚石中的氮-空位中心，NV Center）如何作为量子比特的载体。核心内容是如何高效地将量子态从自由空间或光纤模式耦合到固态量子存储器中，并解决比特相干时间与读写效率之间的根本矛盾。重点探讨基于非线性光纤实现单光子源的高保真度生成，以及如何利用光纤延迟线来构造确定性量子中继器的关键模块。第八章：拓扑保护与抗干扰量子密钥分发（QKD）架构本章不涉及BB84协议的入门级描述，而是关注于后香农时代的量子安全解决方案。核心在于拓扑保护量子通信，特别是利用光子拓扑绝缘体或非互易性结构来抵抗环境噪声和窃听企图。内容将深入到高维量子密钥分发（QKD）的实际实现，以及如何利用纠缠源在分布式网络中建立安全认证的机制，解决传统QKD在长距离传输中对单光子探测器高效率的严苛要求。 --- 总结本书通过聚焦于空分复用、非线性操控、光场塑形、高精度分布式传感的极限性能，以及固态量子接口的集成，构建了一个面向21世纪中后期光子学挑战的知识体系。内容高度专业化，旨在推动读者在当前光纤技术瓶颈处实现突破，是相关领域研究人员不可或缺的参考资料。本书不提供任何关于光纤的基本定义、材料常数表或入门级公式推导。