单频光纤激光器(精)/光学与光子学丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 思睿图书专营店

出版社： 科学

ISBN：9787030557629

商品编码：29623478932

出版时间：2017-12-01

基本信息

• 商品名称：单频光纤激光器(精)/光学与光子学丛书
• 作者：杨中民//徐善辉|总主编:周炳琨
• 定价：99
• 出版社：科学
• ISBN号：9787030557629

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2017-12-01
• 印刷时间：2017-12-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：
• 页数：188

作者简介

杨中民：教授，博士生导师，长江学者特聘教授，**杰出青年科学基金获得者，现任广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室主任、华南理工大学物理与光电学院院长、科技部“863”计划主题专家、第七届***科技委学部委员、十三五重点专项“材料基因工程关键技术与支撑平台”专家委员会委员、全国科技创新领军人才联盟副理事长。 主要从事光纤与光纤器件研究工作，近年来主持**重点研发计划、863计划、**自然科学基金、军品配套以及省部级项目20余项。申请专利80余项，授权40余项。先后发表SCI收录论文170余篇。获**技术发明奖二等奖2项（排名**和3）、***技术发明一等奖1项（排名**）、广东省自然科学一等奖1项（排名第2）；获广东省特支计划杰出人才（南粤百杰）、南粤创新奖以及何梁何利科学与技术创新奖等。

目录

前言
**章 绪论
1.1 引言
1.2 发光离子的能级跃迁
1.2.1 发光离子的能级
1.2.2 发光离子的能级跃迁
1.3 谱线展宽
1.3.1 均匀展宽和非均匀展宽
1.3.2 介质中发光粒子的光谱
1.3.3 谱线展宽与激光
参考文献
第2章 单频光纤激光的基本特性及测量方法
2.1 单频光纤激光的基本参数
2.1.1 功率、波长以及光谱特性
2.1.2 单纵模特性
2.1.3 模式质量
2.1.4 偏振态
2.2 单频光纤激光线宽特性及测试方法
2.3 单频光纤激光噪声特性
2.3.1 强度噪声的定义及测试方法
2.3.2 频率噪声的定义及测试方法
参考文献
第3章 单频光纤激光的产生
3.1 单频光纤激光器的分类
3.1.1 分布布拉格反射（DBR）型单频光纤激光器
3.1.2 分布反馈（DFB）型单频光纤激光器
3.1.3 环形腔单频光纤激光器
3.2 短线型DBR腔单频光纤激光器
3.2.1 高增益光纤材料的制备
3.2.2 异质光纤熔接技术
3.2.3 连续单频光纤激光腔的设计与制作
3.2.4 脉冲单频光纤激光器
3.2.5 频率调制单频光纤激光器
参考文献
第4章 单频光纤激光噪声产生机理及其抑制技术
4.1 噪声产生机理分析
4.1.1 强度噪声机理
4.1.2 频率噪声机理
4.2 噪声抑制技术
4.2.1 强度噪声抑制
4.2.2 频率噪声抑制
参考文献
第5章 单频光纤激光线宽控制与稳频技术
5.1 单频光纤激光的线宽控制
5.1.1 线宽压窄技术
5.1.2 线宽展宽技术
5.2 单频光纤激光器的稳频技术
5.2.1 单频光纤激光器频率稳定方法
5.2.2 DBR短腔单频光纤激光器稳频实例
参考文献

光场探秘：先进光学传感与信息传输技术 本书是一部深入探讨光学传感与信息传输领域前沿技术的研究专著，旨在为读者提供关于如何利用光与物质相互作用的复杂机制，设计和构建高性能光学器件、系统及其在各学科应用的全方位解读。内容涵盖了从基础理论到实际应用的广泛谱系，特别聚焦于那些能够实现超高灵敏度、极高精度以及革命性信息承载能力的光学技术。 第一部分：光与物质相互作用的精微操控 本部分着重于对光与物质相互作用基本原理的深入剖析，并在此基础上探索如何通过精确控制这些相互作用来驱动前沿应用。 非线性光学效应的理论基础与应用拓展： 我们将从宏观到微观，系统梳理各类非线性光学现象，包括二次谐波产生（SHG）、三次谐波产生（THG）、参量放大/振荡（OPA/OPO）、克尔效应、拉曼散射等。重点在于阐述其产生机制，如电偶极、电四极和磁偶极响应，以及高斯光束和厄米-高斯光束等不同光场分布对非线性过程的影响。在应用层面，我们将详细探讨如何利用这些效应实现光频转换，例如从近红外到紫外或可见光的生成，为光谱分析、激光雷达以及精密测量提供新的波长选择。此外，还将深入研究多光子吸收、光诱导折射率变化等现象，及其在光学限幅、光开关、光存储以及光动力疗法等领域的潜力。 表面等离激元共振（SPR）与局域表面等离激元共振（LSPR）的物理机制及传感应用： 本章节将揭示金属纳米结构表面电子的集体振荡——等离激元的独特光学特性。我们会详细介绍SPR和LSPR的产生条件、激发方式（如棱镜耦合、光栅耦合）以及其与入射光波长、金属材料（金、银、铂等）、纳米结构形状和尺寸、以及周围介质折射率的依赖关系。重点将放在如何利用SPR/LSPR对局部环境折射率的超高敏感性，设计高效的光学传感器。我们将探讨纳米粒子阵列、纳米棒、纳米棱锥等不同形貌结构的设计原理，以及如何通过表面功能化实现对特定生物分子、化学物质的特异性识别和定量检测。例如，在生物医学领域，SPR/LSPR传感器已被广泛应用于药物筛选、疾病诊断、蛋白质相互作用研究等。 光纤倏逝波（Evanescent Wave）的产生与光传感： 针对光纤这种关键的光学传输介质，本部分将详述倏逝波的概念及其形成机理。当光在光纤中传输时，一部分电磁场会穿透到光纤纤芯外，这部分非传播的场分量即为倏逝波。我们将分析倏逝波的衰减长度、渗透深度等关键参数，以及它们如何受到纤芯/包层折射率比、工作波长以及光场模式的影响。随后，我们将重点介绍利用光纤倏逝波进行传感的各种技术，例如：光纤光栅（FBG）传感，通过改变光栅周围环境的温度、应力、折射率来调制光栅的反射/透射光谱；光纤表面等离激元传感器，将金属纳米结构涂覆在光纤表面，利用倏逝波激发LSPR，实现对外界环境变化的灵敏检测；以及浸没式光纤传感器，利用倏逝波与浸没在液体中的传感器介质相互作用，实现液体成分的监测。 第二部分：先进光学传感技术的设计与实现 本部分将聚焦于当前光学传感领域的热点技术，从器件结构设计、材料选择到信号处理，提供详实的理论指导和工程实现思路。 微纳光学结构的设计与制造： 现代光学传感的性能很大程度上依赖于微纳光学结构的设计和制造精度。本章将深入探讨如何利用计算光学方法，如有限元方法（FEM）、时域有限差分法（FDTD）等，模拟和优化光与微纳结构的相互作用，预测传感器的性能。在制造方面，我们将介绍主流的微纳加工技术，包括光刻（光刻、电子束光刻）、聚焦离子束（FIB）刻蚀、纳米压印（NIL）、自组装等，并分析不同技术的优缺点及其适用范围。我们将关注如何精确控制纳米结构的尺寸、形状、间距和阵列排布，以实现对光场的高度操控和对传感信号的增强。例如，基于等离激元共振的纳米天线阵列，其形状和间距的精确控制是获得优异传感性能的关键。 高灵敏度光谱探测技术： 光谱分析是识别和定量物质的重要手段，高灵敏度光谱探测技术是实现微量物质检测的关键。本章将介绍多种先进的光谱探测技术，包括：高分辨率光谱仪的设计原理，如法布里-珀罗干涉仪、全息光栅的优化；痕量物质检测中常用的原子吸收/发射光谱（AAS/AES）和质谱（MS）联用技术，以及其在光学传感中的拓展应用；更重要的是，我们将重点介绍非线性光谱技术，如拉曼光谱（包括表面增强拉曼光谱SERS、增强型Raman光谱ERS）、荧光光谱（包括时间分辨荧光、荧光共振能量转移FRET）以及多光子激发显微技术。我们将深入分析这些技术如何利用物质的固有光谱特征，实现对特定物质的“指纹”识别，并阐述如何通过优化激发光源、探测器以及样品制备，显著提升检测灵敏度和信噪比。 新型光学传感材料与器件： 新型光学材料的开发是推动光学传感技术发展的基石。本章将介绍当前研究热点的光学传感材料，包括：金属有机框架（MOFs）及其在气体传感、湿度传感中的应用；二维材料（如石墨烯、二硫化钼）的光电特性及其在光电探测器、化学传感器中的应用；量子点（QDs）作为高效荧光探针，在生物成像、药物递送以及化学传感中的独特优势；以及形状记忆聚合物、液晶等智能材料在自适应光学传感和可穿戴设备中的应用前景。我们将探讨如何设计具有特定光学响应（如荧光、吸收、折射率变化）的材料，并将其集成到各类光学传感器件中，实现对特定物理量或化学量的精确测量。 第三部分：光在信息传输与处理中的创新应用 本部分将从光通信、光存储到量子信息，深入探讨光在现代信息技术中所扮演的革命性角色。 高速光通信系统的理论与实践： 光通信是现代信息社会赖以生存的基础。本章将从信息论的角度，深入剖析光通信的香农极限，并介绍提高传输容量的关键技术，如：多载波调制技术（OFDM）；通过增加调制阶数和星座图复杂度实现频谱效率的提升；高阶调制格式（如PAM4、QAM16/64）在短距离和中距离通信中的应用；时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、空分复用（SDM）等复用技术在提升光纤传输容量中的协同作用；以及相干光通信技术，包括相干接收、数字信号处理（DSP）在抑制色散、非线性效应等方面的关键作用。我们将探讨光器件（如激光器、调制器、探测器）的性能指标对系统性能的影响，以及前沿光纤材料（如少模光纤、空芯光纤）在下一代光通信网络中的潜力。 光存储技术的演进与未来展望： 信息的持久存储是人类文明发展的关键。本章将回顾光存储技术的历史演进，从CD、DVD、Blu-ray等技术，到深入探讨面向未来海量存储需求的技术，如：全息存储，利用三维记录原理实现极高的存储密度；飞秒激光诱导材料相变存储，利用激光精确控制材料的微观结构变化，实现高密度、非易失性存储；以及基于DNA等生物分子的存储技术，利用其极高的信息存储密度和持久性。我们将分析这些技术的物理原理、技术瓶颈以及潜在的应用前景。 量子光学与量子信息处理： 量子信息科学是21世纪最令人兴奋的科学前沿之一，光是实现量子信息技术的核心载体。本章将介绍量子光学的基础概念，包括光子的量子性质、叠加态、纠缠态的产生与操控。随后，我们将聚焦于量子信息处理的几个关键方向：量子计算，介绍基于光子的量子计算模型，如线性的光学量子计算（LOQC）和测量型量子计算（MBQC），以及单光子源、量子门等核心器件的研究进展；量子通信，重点介绍量子密钥分发（QKD）的原理，如BB84协议、E91协议，以及其在构建安全通信网络中的作用；以及量子传感，探讨如何利用量子叠加态和纠缠态的超高灵敏度，实现超越经典极限的精密测量，例如量子雷达、量子成像和量子时钟。 总结 本书力求全面而深入地展现光学传感与信息传输领域的技术图景，不仅为相关领域的研究者和工程师提供坚实的理论基础和前沿的工程参考，也为对光学技术及其应用感兴趣的广大读者打开一扇探索之门。通过对这些尖端技术的深入解析，我们期望能够激发更多的创新思维，推动相关学科的进一步发展，最终服务于人类社会的科技进步与可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

我花了不少时间钻研了这本书中关于非线性光学效应的部分，讲得深入且全面。作者对于拉曼散射和布里渊散射在光纤中的具体表现，以及如何利用这些效应来进行传感和信号放大，描述得非常到位。特别是它对高阶非线性效应，比如自相位调制和交叉相位调制，如何影响超快光脉冲的传输，进行了系统性的梳理。我发现书中对这些现象的数学描述非常严谨，引入了非线性薛定谔方程（NLSE），并清晰地解释了各个参数的物理意义。然而，美中不足的是，在讨论如何实际抑制这些非线性效应时，例如使用特定的光纤结构或调制技术，论述略显保守，更多是停留在理论层面，缺乏一些最新的、工程实践中的解决方案案例。如果能增加一些近五年的最新研究进展和实际工程应用中的优化策略，这本书的实用价值会更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言表达方式，虽然严谨，但略显生硬，读起来需要全神贯注，否则很容易漏掉关键的连接词和限定条件，导致对句子核心意思的把握出现偏差。例如，在描述特定工作模式的稳定性判据时，一个“除非”或“仅当”的使用，完全改变了结论的适用范围，这在科研中是致命的。我感觉作者的思维可能完全是按照物理模型的逻辑链条在构建文本，缺乏一些面向读者的过渡和解释性的“润滑剂”。这使得初次接触这些复杂概念的读者会感到吃力，就像在阅读一份极其详尽但缺乏导读的官方技术规范。如果作者能够在关键的转折点增加一些口语化或类比式的解释，帮助读者建立直观认知，而不是仅仅依赖于纯数学的推导来支撑论点，这本书的教学效果会得到极大的提升，更容易成为被广泛推荐的入门首选，而不是仅限于资深学习者的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常学术化，逻辑严密，层次分明，适合已经具备一定光学基础的研究生或工程师。它构建了一个完整的知识体系框架，从基础的光波导理论讲起，逐步过渡到有源器件的设计与特性分析。我特别喜欢它在讲解DFB和DBR激光器原理时的那种抽丝剥茧式的分析，它不仅仅停留在L-I曲线和光谱特性的描述上，还深入探讨了反馈结构对边模抑制比和线宽的影响机理。但是，这种深度也带来了一定的阅读门槛。书中引用的参考文献大多是经典文献，这固然保证了理论的权威性，但对于渴望了解当前产业前沿动态的读者而言，可能会觉得信息更新稍显滞后。比如，对于近期备受关注的硅光子集成技术与光纤激光器的融合趋势，书中探讨得不够深入，这使得这本书在对接现代集成化光子学应用方面略显不足，需要读者自行查阅大量期刊文章来补充背景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版实在是让人眼前一亮，初拿到手就感觉沉甸甸的，很有分量，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，几乎看不到墨点，阅读起来非常舒适。我尤其欣赏的是书中大量的图表和实验照片，它们不仅仅是文字内容的补充，更是直观地展示了复杂的光学原理和器件结构。比如在介绍光纤耦合器时，作者不仅有详尽的理论推导，还配上了高精度的结构剖面图，让我这个初学者也能大致理解其工作机制。不过，话说回来，虽然图文并茂，但某些章节的公式推导步骤跳跃得有点快，对于基础比较薄弱的读者来说，可能需要多花一些时间反复琢磨，建议出版社在再版时考虑增加一些中间步骤的详细解释或者提供在线资源链接，以便读者能够更顺畅地跟上作者的思路。整体来说，作为一本专业教材或参考书，其物理呈现质量是顶级的，能让人愿意长时间捧读。

评分☆☆☆☆☆

从应用的角度来看，这本书的侧重点似乎更偏向于基础科学研究和原理性的阐述，而非面向大规模生产的工业化设计。例如，在讨论光纤放大器的增益特性时，对掺铒光纤（EDFA）的能级结构、反转粒子数密度和泵浦效率的计算模型讲解得非常透彻，这对于理解放大机制至关重要。但是，当我试图寻找关于光纤疲劳、温度漂移对长期稳定性的影响，或者如何在极端工作环境下（如高湿度、高振动）保证激光器输出功率和波长精度的具体工程经验时，发现这方面的内容非常稀疏。这本书更像是一本“如何制造一个理想的激光器”的指南，而不是“如何在充满干扰的真实世界中让这个激光器持续稳定工作”的经验手册。对于想从事产品可靠性测试和长期维护的工程师来说，可能需要结合其他侧重于环境适应性的书籍来阅读。