无线光通信中的部分相干光传输理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

柯熙政，邓莉君 著

图书标签:

• 无线光通信
• 部分相干光
• 光传输
• 理论研究
• 光纤通信
• 大气光学
• 调制解调
• 信道建模
• 相干光通信
• 信息传输

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030503589

商品编码：29692433610

包装：平装

出版时间：2016-11-01

基本信息

书名:无线光通信中的部分相干光传输理论

：90.00元

售价：61.2元,便宜28.8元,折扣68

作者:柯熙政,邓莉君

出版社：科学出版社

出版日期：2016-11-01

ISBN：9787030503589

字数：

页码：254

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

无线激光通信融合了光纤通信与微波通信的优点，但是完全相干激光束在大气中传输易受大气湍流的影响，限制了无线激光通信系统性能的进一步提高。部分相干光受大气湍流影响小的优势弥补了相干光的不足，具有潜在的应用前景。《无线光通信中的部分相干光传输理论》详细介绍了完全相干光在大气中传输的湍流效应及研究部分相干光传输的分析方法。对部分相干光在湍流大气中的偏振特性、脉冲光束及部分涡旋光束的传输特性进行了分析。后在分析阵列光束在大气湍流中传输理论的基础上，对部分相干阵列光束在非Kolmogorov大气湍流中的散斑特性进行了详细的论述。
　　《无线光通信中的部分相干光传输理论》可作为高等院校通信、网络等相关专业高年级本科生、研究生的教学用书，也可作为研究人员和工程技术人员的参考用书。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

前言

章 绪论
1．1 无线光通信与大气湍流
1．2 大气湍流效应研究进展
1．3 大气湍流及其效应
1．3．1 湍流的形成
1．3．2 雷诺数
1．3．3 湍流的内、外尺度
1．3．4 湍流的特性
1．3．5 大气结构常数
1．4 大气湍流折射率起伏谱模型
1．4．1 光束扩展
1．4．2 光束漂移
1．4．3 光强闪烁
1．4．4 到达角起伏
1．4．5 大气湍流模型
1．5 部分相干光
1．5．1 部分相干光的定义
1．5．2 空间-时间域
1．5．3 空间-频率域
1．6 部分相干光的研究方法
1．6．1 广义惠更斯-菲涅耳原理
1．6．2 交叉谱密度函数
1．7 大气湍流中光传输的分析方法
1．7．1 Rytov近似
1．7．2 Markov近似
1．8 部分相干GSM光束的产生
1．8．1 基模高斯光束和GSM光束的相干性
1．8．2 相位屏理论
1．8．3 随机相位屏的生成及结果分析
1．8．4 实验及其结果分析
参考文献

第2章 光强分布与光束扩展
2．1 引言
2．2 光束在大气湍流中传输
2．2．1 光束在大气湍流中传输的几何模型
2．2．2 光束在大气湍流中传输的数学模型
2．3 大气湍流中光束传输数值分析
2．3．1 光强分布数值分析
2．3．2 光束扩展数值分析
参考文献

第3章 光束漂移
3．1 引言
3．2 部分相干光束在大气湍流中的光束漂移
3．3 水平传输的光束漂移与光束扩展
3．3．1 光束漂移
3．3．2 光束扩展半径
3．3．3 光束扩展特性分析
3．3．4 光束漂移特性分析
3．4 斜程传输的光束漂移与光束扩展
3．4．1 部分相干光斜程传输的几何模型
3．4．2 光束漂移理论推导
3．4．3 光束扩展半径
3．4．4 斜程传输扩展特性分析
参考文献

第4章 光强闪烁和到达角起伏
4．1 引言
4．2 相干光通信中的波前畸变与波前校正
4．3 光强闪烁与到达角起伏
4．3．1 光强起伏方差
4．3．2 到达角起伏方差
4．3．3 光强闪烁特性分析
4．3．4 到达角起伏特性分析
4．4 到达角起伏与湍流尺度等参数的关系
4．4．1 光束在湍流大气中传输时的到达角起伏方差
4．4．2 湍流内、外尺度与光束传输距离
4．4．3 不同源参数与到达角起伏
4．4．4 大气折射率结构常数与到达角起伏
4．4．5 到达角起伏与光束波长的关系
参考文献

第5章 角反射器回波光强特性
5．1 引言
5．1．1 目标回波特性研究进展
5．1．2 逆向调制系统
5．2 GSM光束双程斜程传输公式
5．3 归一化光强分布特性
5．3．1 上行链路中的光强分布
5．3．2 接收端的光强分布
5．4 数值分析
5．4．1 上行链路平均光强特性
5．4．2 接收端光强分布特性
参考文献

第6章 大气湍流中部分相干光束的偏振特性
6．1 引言
6．1．1 光束通过湍流介质时的偏振特性变化
6．1．2 相干检测及其偏振控制
6．2 理论分析
6．2．1 交叉谱密度矩阵
6．2．2 光束的偏振特性
6．2．3 光束的偏振方向角
6．3 数值计算分析
6．3．1 上行与下行传输偏振特性对比
6．3．2 水平与斜程传输偏振特性对比
参考文献

第7章 大气湍流尺度对部分相干光传输特性的影响
7．1 引言
7．2 理论计算
7．3 GSM光束在湍流大气中传输的光强分布
7．4 GSM光束在湍流大气中传输的光束扩展
7．5 GSM光束在湍流大气中传输的光束漂移
参考文献

第8章 脉冲光束在大气湍流中水平传输时的展宽
8．1 引言
8．2 频域-波束半径
8．3 时域-脉冲展宽
参考文献

第9章 部分相干涡旋光束在大气湍流中的传输
9．1 引言
9．2 理论计算
9．2．1 部分相干涡旋光束的光强分布
9．2．2 部分相干离轴涡旋光束的光强分布
9．3 数值计算分析
9．3．1 部分相干GSM涡旋光束在大气湍流中的光强分布
9．3．2 部分相干离轴涡旋光束在大气湍流中的光强分布
参考文献

0章 阵列光束在大气湍流中的传输
10．1 引言
10．2 理论计算
10．2．1 光强分布
10．2．2 均方根束宽
10．2．3 桶中功率
10．3 部分相干GSM阵列光束的光强分布和自耦合特性
10．3．1 传输距离对光强分布和自耦合特性的影响
10．3．2 光束圆心位置对光强分布和自耦合特性的影响
10．3．3 相干长度、大气折射率结构常数对光强分布和自耦合特性的影响
10．3．4 湍流内、外尺度对光强分布和自耦合特性的影响
10．4 部分相干GSM阵列光束的光束扩展
10．4．1 光束束腰宽度对均方根束宽的影响
10．4．2 相干长度、大气折射率结构常数对均方根束宽的影响
10．4．3 内、外尺度对均方根束宽的影响
10．5 部分相干GSM阵列光束的PIB
10．5．1 阵列光束圆心位置、大气折射率结构常数对PIB的影响
10．5．2 相干长度、桶半径对PIB的影响
参考文献

1章 非Kolmogorov大气湍流对径向部分相干阵列的影响
11．1 引言
11．2 理论分析
11．2．1 瑞利区间
11．2．2 湍流距离
11．3 数值计算分析
11．3．1 瑞利区间的比较
11．3．2 湍流距离的比较
参考文献

2章 部分相干光束的散斑特性
12．1 引言
12．2 平均散斑半径
12．3 数值分析
12．3．1 光源参数的影响
12．3．2 大气湍流的影响
参考文献

光学奇迹的诗篇：超越可见的量子之舞 在浩瀚的宇宙中，光，一种我们司空见惯的物质，却蕴藏着无穷无尽的奥秘。它穿梭于星辰大海，承载着生命的信息，更引领着我们探索未知的边界。本书并非聚焦于某个特定的技术应用，而是旨在引领读者深入领略光学的宏伟画卷，从其最基础的粒子性与波动性出发，逐步揭示光在微观层面令人惊叹的量子特性，以及这些特性如何催生出跨越时空的通讯奇迹。 第一章：光之初探——波粒二象性的奥秘 光，究竟是何物？这是一个自古以来便困扰着人类的哲学与科学命题。在本章中，我们将循着历史的足迹，从古希腊的朴素光学，到牛顿的微粒说，再到惠更斯的波动说，感受科学家们如何一步步拨开迷雾。我们将深入探讨“光电效应”这一关键实验，它无可辩驳地证明了光的粒子性——光子。通过对普朗克量子假设的解析，理解能量的量子化如何成为理解光子本质的基石。同时，我们也将回顾双缝干涉实验的经典展示，揭示光波的衍射与干涉现象，证明其波动的另一面。本章将强调，光并非简单的粒子或波，而是同时兼具这两种属性的奇特存在，这种“波粒二象性”是理解后续一切光现象的根本。我们将从麦克斯韦方程组出发，回顾宏观电磁波理论如何统一了电和磁，并预言了光的电磁本质，为量子理论的诞生奠定理论基础。 第二章：光之舞姿——光的干涉与衍射的斑斓世界 当光线相遇，会发生什么？在本章中，我们将聚焦于光的波动性所带来的引人入胜的现象：干涉与衍射。我们将详细阐述相干光的概念，理解相干性为何是产生稳定干涉图样的关键。通过对杨氏双缝干涉实验的深入剖析，我们将看到明暗相间的干涉条纹如何直观地展现光的叠加原理。我们将学习如何计算干涉条纹的间距，以及不同光程差如何导致相长干涉与相消干涉。随后，我们将转向衍射现象，解释光在遇到障碍物或通过狭缝时发生的弯曲传播。布拉格衍射的原理将被详细介绍，展示晶体结构如何成为天然的光栅，引发独特的衍射图样。我们将探索夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射的区别，理解它们在不同观察距离下的表现。这些光学现象不仅是基础物理的魅力所在，更是许多精密测量和成像技术的核心原理，例如全息术和光学传感器的设计，都离不开对光的干涉与衍射的深刻理解。 第三章：光之色彩——光的偏振与散射的奥秘 光，为何呈现出如此丰富的色彩？在本章中，我们将深入探讨光的偏振现象，理解光的电场矢量振动方向的特性。我们将介绍线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光的区别，以及它们产生的机制。通过对马吕斯定律的探讨，我们将了解偏振片如何选择性地过滤光的振动方向，以及双折射现象是如何产生偏振光。偏振在液晶显示技术、摄影滤镜以及光学仪器设计中扮演着至关重要的角色。接着，我们将目光转向光的散射，理解光在传播过程中与介质中的粒子发生相互作用而改变方向的现象。瑞利散射将为我们解释天空为何呈现蓝色，而米氏散射则解释了云彩的白色。我们将探讨拉曼散射，它揭示了分子内部的振动模式，为材料科学和化学分析提供了强大的工具。这些现象不仅赋予了世界斑斓的色彩，也为我们研究物质的微观结构提供了独特的视角。 第四章：光之量子——光子的能量与动量 回到光的粒子性，本章将深入探究光子的能量与动量。我们将复习爱因斯坦在解释光电效应时提出的光子概念，并详细阐述光子的能量 $E$ 与光的频率 $f$ 之间的关系：$E = hf$，其中 $h$ 为普朗克常数。我们将理解光子动量 $p$ 与其能量和波长 $lambda$ 的关系：$p = E/c = h/lambda$，其中 $c$ 为光速。这些简单的公式，却是量子力学中关于光最 fundamental 的描述。我们将探讨光量子的概念如何在量子力学中被进一步发展，例如玻色-爱因斯坦统计。我们将理解，单个光子的行为虽然看似随机，但大量光子的集体行为却表现出高度的规律性。本章将为读者建立起一个关于光子的微观世界图景，为理解更复杂的光学现象和量子技术奠定坚实的理论基础。 第五章：光之交响——量子光学与光与物质的相互作用 当光子与物质相遇，便奏响了宏伟的量子交响乐。本章将带领读者步入量子光学（Quantum Optics）的殿堂，这是研究光与物质相互作用的学科。我们将详细阐述原子在吸收和发射光子时的能级跃迁过程。受激发射和自发发射的概念将被清晰地解释，它们是激光产生的关键机制。受激吸收的原理也将被深入探讨。我们将学习如何利用这些量子现象来控制光的产生和传播。本章还将介绍相干态、压缩态等非经典光态，理解这些状态如何展现出与经典光完全不同的性质，并且在量子信息处理等前沿领域具有重要的应用潜力。我们将探讨光子的量子纠缠现象，理解这种“鬼魅般的超距作用”如何挑战我们对现实的认知，并为量子通信和量子计算的实现提供理论基础。 第六章：光之未来——超越经典的光学范式 在对光的经典与量子特性有了充分的认识后，本章将展望光学的未来发展方向。我们将探讨非线性光学，即光强与介质响应之间存在非线性关系的光学现象。高次谐波产生、光学参量放大/振荡等非线性效应，为产生新型光源和实现光信号的频率转换提供了可能。我们将简要介绍光子晶体（Photonic Crystals）的概念，它们通过周期性的介电常数结构来调控光在其中的传播，有望实现对光的超强操控。还将提及表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons）等表面效应，它们可以实现亚波长尺度的光场约束和增强，为纳米光学和超材料的研究打开了新的大门。最后，我们将展望量子光学在量子通信、量子计算、精密测量以及新型成像技术等领域的广阔前景，描绘一幅光子技术将如何深刻改变我们生活和认知世界的宏伟蓝图。 本书旨在以一种循序渐进、由浅入深的方式，为读者展现光学的魅力。从最基础的波粒二象性，到复杂的量子现象，再到前沿的光学技术，我们希望能够激发您对光学的浓厚兴趣，并为您打开一扇理解这个奇妙世界的新视角。阅读本书，您将不仅仅是学习知识，更是在体验一场关于光的最深刻、最壮丽的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度绝对超出了我对一本专业技术书籍的预期。我原以为这会是一本偏重于工程实现或系统搭建的教材，但令人惊喜的是，它将大量的篇幅聚焦于理论的深层剖析，尤其是那些在实际工程中往往被简化处理的关键物理效应。书中对“部分相干”这一概念的探讨，深入到了对光源自身统计特性的刻画，而不是仅仅将其视为一个参数。对光束在散射、衍射和偏振联合作用下的演化模型的建立，展现了作者深厚的理论功底。我花了很大精力去研究其中关于“随机介质中光场传输的贝塞尔函数展开法”的部分，其对复杂积分方程的求解路径，堪称教科书级别的示范。对于想要深入理解光通信系统性能极限，而非停留在“黑箱”操作层面的研究人员来说，这本书提供了理解这些极限背后的根本物理机制的钥匙。它的结论往往需要读者具备扎实的微波或电磁场理论基础，但一旦掌握，视野会豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的章节逻辑组织得非常流畅，体现了作者对知识体系建构的深刻理解。从宏观的系统需求出发，逐步下钻到微观的光子统计和波动理论，结构层层递进，张弛有度。尤其值得称赞的是，书中对于不同相干度模型（如高斯-谢尔模型、椭圆高斯模型等）之间的联系与区别，进行了非常细致的对比分析，这对于选择合适的理论模型来描述特定实验场景至关重要。我发现，作者在介绍新的数学工具或理论框架时，总是会首先用一个简单的、可直观理解的物理模型来引子，这大大降低了初次接触复杂数学工具时的心理门槛。在讨论到光纤中的非线性效应与相干性衰减之间的耦合问题时，作者的分析角度非常新颖，它不仅关注了强度波动，还细致地考察了相位噪声的累积效应，这在同类书籍中是比较少见的深度。

评分☆☆☆☆☆

这部作品的包装设计极具吸引力，封面采用了深邃的蓝色调，配以简洁而富有科技感的线条勾勒，仿佛让人一瞥就能感受到信息在光纤中穿梭的神秘与高效。初翻阅时，我立刻被其严谨的学术气息所折服，特别是前几章对经典傅里叶光学和波动光学基础的复习和铺垫，为后续复杂理论的引入打下了坚实的地基。作者对光场相干性的定义和度量，特别是二维相干函数在描述复杂传输介质中的应用，阐述得极其透彻。我尤其欣赏作者在数学推导过程中所体现出的耐心，即便是涉及到高阶矩理论或随机过程的应用，作者也总能给出清晰的物理图像，避免了纯粹公式堆砌带来的枯燥感。例如，在讨论湍流大气对光束展开和强度的影响时，书中穿插的那些历史背景和关键实验的引用，极大地丰富了阅读体验，让我不仅学到了“是什么”，更理解了“为什么是这样”。这种对基础理论的扎实把握和对前沿交叉领域的巧妙融合，使得这本书成为一本难得的、可以长期置于案头的参考书。

评分☆☆☆☆☆

对于那些致力于将下一代光通信技术从实验室推向实际应用的工程师而言，这本书提供了至关重要的理论支撑。作者在分析相干性对系统性能影响时，没有止步于理论推导，而是巧妙地将其与实际的调制格式和检测方法联系起来。例如，在讨论如何利用空间分集来对抗大气湍流导致的相干性退化时，书中对多模态光纤的耦合效率以及如何优化接收阵列的布置，提供了扎实的理论依据。我特别欣赏其中关于“相干时间”和“相干长度”的动态分析，这对于理解超高速、超长距离传输中的码间串扰具有指导意义。这本书更像是为高层次的研究生或资深研究人员量身定制的“内功心法”，它要求读者不仅要会计算，更要能从根本上理解光波在复杂环境中传播的本质规律，是推动领域向前发展的理论基石。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格是那种典型的、不带任何浮夸修饰的学术语言，极其精准和克制，这对于需要精确引用的专业人士来说是极大的福音。它不会为了追求时髦而堆砌最新的实验数据，而是专注于那些经过时间检验的核心理论框架。我在查阅关于“空间相干性在自由空间通信中对接收端孔径平均效应的影响”时，发现书中对该问题的阐述既严谨又全面，它细致地分析了不同传播距离下，接收孔径的尺寸如何影响信噪比的提升极限。这本书的价值并不在于提供现成的“菜谱”，而在于提供了一整套分析问题的“工具箱”和“思维框架”。每当我对某个理论模型感到困惑时，回翻到相关的基础章节，总能找到作者对该模型假设前提的清晰界定，这使得我可以批判性地评估这些理论在当前应用场景下的适用范围，避免了盲目套用公式的风险。