光电子与光通信实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

王丽 著

图书标签:

• 光电子学
• 光通信
• 实验
• 物理
• 通信工程
• 信息技术
• 高等教育
• 理工科
• 教学
• 实践

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 北京工业大学出版社

ISBN：9787563918805

商品编码：29692472198

包装：平装

出版时间：2008-02-01

基本信息

书名:光电子与光通信实验

定价：20.00元

售价：13.6元,便宜6.4元,折扣68

作者:王丽

出版社：北京工业大学出版社

出版日期：2008-02-01

ISBN：9787563918805

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

内容提要

本书根据专业物理实验的教学大纲和在教学实践中的教学经验编写而成。全书共分为两篇；篇主要介绍光电子学与光通信技术的基本知识，共分为3章。章介绍光电子与光通信的实验目的、实践环节和基本知识。第2章主要介绍光电子理论与技术的基础知识。其中包括光电子技术与器件，光电子技术的发展趋势与应用，激光超短脉冲的形成，激光模式的选择技术，激光模式的测量方法，激光频率的稳定性，激光全息的原理和基本制作技术。第3J章主要介绍光纤通信中的光纤传输理论，传输模式，光纤的损耗和色散，光纤无源器件，光纤通信光源，半导体光电检测器，光纤通信的复用技术等。
第二篇围绕物理专业本科生开设的专业物理实验项目展开，实验项目共计39个。从实验项目的选取来看，既有综合性实验，设计性实验、教师的科研项目转化为本科生的创新性实验，同时还有通过本科生的毕业设计完成的设计性实验项目。在实验项目的编写过程中，力争做到实验目的明确，实验原理描述清晰，实验步骤合理。大多数实验项目设有思考题和参考书或文献。书后附有常用物理常数和我国的法定计量单位。

目录

作者介绍

文摘

序言

《激光器原理与应用》 内容简介： 本书深入探讨了激光器的基本原理、关键技术以及在各个领域的广泛应用。全书分为四个主要部分，旨在为读者构建一个全面而系统的激光器知识体系。 第一部分：激光器基础理论 本部分首先从光的相干性这一核心概念入手，详细阐述了激光与普通光源在相干性上的本质区别。通过对不同相干性指标的介绍，让读者理解为何激光能够实现高方向性、高单色性和高亮度。 接着，本书将深入剖析激光产生的三要素：粒子数反转、受激辐射和光学谐振腔。 粒子数反转： 详细讲解能级跃迁、激发态、基态的概念，以及如何通过泵浦源（如光泵浦、电泵浦）实现粒子数反转，这是激光振荡的必要条件。会介绍不同类型的能级系统（两能级、三能级、四能级系统），并分析它们各自的特点和在实际激光器设计中的优劣。 受激辐射： 阐述爱因斯坦提出的受激辐射理论，强调在特定条件下，入射光子可以诱导高能级粒子跃迁到低能级，并释放出与入射光子完全相同的光子，从而实现光的放大。会对比自发辐射和受激辐射的过程，突出受激辐射在激光产生中的决定性作用。 光学谐振腔： 详细介绍光学谐振腔的组成（通常由两个或多个反射镜组成）及其作用，包括提供正反馈以支持激光振荡，以及实现光束的空间选择性（模式选择）。会对不同类型的谐振腔（如平行平面腔、共焦腔、稳定腔、不稳定腔）进行分类和分析，讨论腔长、反射镜曲率、损耗等因素对腔模式、输出功率和光束质量的影响。 在理论框架建立的基础上，本书将进一步探讨影响激光器性能的关键因素： 增益介质： 详细介绍不同类型的增益介质，包括气体（如He-Ne、CO2、Ar+）、固体（如Nd:YAG、Ti:Sapphire、Er:YAG）、液体（染料激光器）以及半导体（二极管激光器）。对于每种增益介质，都会分析其发光机理、能级结构、适宜的泵浦方式、输出波长范围以及优缺点，并举例说明它们在实际应用中的代表性激光器。 泵浦源： 深入分析各种泵浦源的原理和特点，包括闪光灯、弧光灯、激光二极管、射频电源等，以及它们在不同类型激光器中的匹配和优化。 损耗机制： 详细阐述激光器中的各种损耗来源，如散射损耗、衍射损耗、吸收损耗、模式损耗以及输出耦合损耗。分析这些损耗对激光阈值、输出功率和光束质量的影响，并介绍降低损耗的策略。 激光输出特性： 详细描述激光器的主要输出特性，包括阈值功率、饱和输出功率、效率、光束质量（M²因子）、方向性、单色性（谱线宽度）、偏振特性和稳定性（功率稳定性、波长稳定性、空间稳定性）。 第二部分：激光器关键技术与分类 本部分将聚焦于实现高性能激光器所需的关键技术，并对激光器进行详细分类： 模式锁定技术： 详细介绍实现超短脉冲激光输出的关键技术——模式锁定。重点讲解主动模式锁定（声光调制、电光调制）、被动模式锁定（饱和吸收、增益开关）的原理，以及它们如何通过压缩光脉冲宽度、提高峰值功率来满足超快科学和工业应用的需求。 调Q技术： 阐述调Q技术（Q开关）的原理，包括声光调Q、电光调Q、机械调Q等。解释调Q如何通过周期性地改变谐振腔的损耗来积累能量并输出高能量脉冲，分析调Q激光器的脉冲宽度、重复频率和峰值功率。 非线性光学效应与激光器： 介绍非线性光学效应（如二次谐波产生、三次谐波产生、参量上转换）在激光器中的应用，如何通过非线性晶体倍频获得不同波长的激光。 激光器的分类： 按增益介质分类： 详细介绍气体激光器（He-Ne、CO2、准分子激光器）、固体激光器（Nd:YAG、Nd:Glass、掺镱激光器、掺钬激光器）、半导体激光器（直接带隙、间接带隙、表面发射激光器、边发射激光器）、染料激光器、自由电子激光器等。 按工作方式分类： 连续波（CW）激光器、脉冲激光器（调Q脉冲、锁模脉冲）。 按输出波长分类： 紫外激光器、可见光激光器、红外激光器、远红外激光器。 按功率分类： 低功率激光器、中功率激光器、高功率激光器。 第三部分：激光器在各领域的应用 本部分将展示激光器在现代科学、技术和工业中的广泛应用，突出激光器作为一种独特光源的不可替代性： 工业加工： 激光切割： 详细介绍不同类型激光器（CO2、Nd:YAG、光纤激光器）在金属、非金属材料切割中的优势，如高精度、窄切缝、低热影响区。 激光焊接： 分析激光焊接在汽车、航空航天、电子行业的应用，及其高速度、高深宽比、少变形等特点。 激光打标与雕刻： 介绍激光打标在产品标识、溯源、防伪等方面的应用，以及其高效率和永久性。 激光表面处理： 如激光淬火、激光熔覆、激光冲击强化等，如何改变材料表面性能。 医疗健康： 激光手术： 详细介绍不同波长激光器在眼科（准分子激光角膜切削术）、皮肤科（血管瘤、胎记治疗）、外科（肿瘤切除、止血）等领域的应用，分析其高选择性、微创性。 激光诊断与治疗： 如光动力疗法（PDT）、激光诱导荧光诊断。 牙科治疗： 激光在牙齿美白、牙周治疗中的应用。 科学研究： 光谱分析： 激光的单色性使其成为高分辨率光谱分析的理想光源，如拉曼光谱、荧光光谱。 精密测量： 激光测距、激光干涉测量、激光雷达（LIDAR）在地理测绘、环境监测、自动驾驶等领域的应用。 粒子成像测速（PIV）： 利用激光片光进行流场可视化和速度测量。 冷原子物理与量子信息： 激光冷却原子、囚禁原子，推动量子计算和量子通信研究。 超快科学： 模式锁定激光器在研究物质瞬态现象、化学反应动力学等方面的关键作用。 通信与信息技术： 光纤通信： 介绍半导体激光器（如DFB激光器）和光纤激光器在光纤通信系统中的作用，作为光源传输信息。 激光显示： RGB激光器在投影仪、大屏幕显示技术中的应用，实现更广阔的色域和更高的亮度。 全息术： 激光作为相干光源在制作和观看全息图像中的应用。 其他应用： 条形码扫描： 激光扫描技术在零售、物流等行业的普及。 激光打印： 激光打印机内部的光学扫描和成像原理。 军事应用： 激光测距、激光制导、激光武器的原理和发展。 第四部分：激光安全与未来展望 激光安全： 详细介绍激光的潜在危险，如眼睛损伤、皮肤烧伤等。重点阐述激光器的安全等级划分，以及使用激光器时必须遵守的安全规范和防护措施（如激光安全眼镜、操作规程）。 未来展望： 探讨激光技术未来的发展趋势，包括更高功率、更短脉冲、更广波长范围、更优良的光束质量的激光器的研发。展望激光在新能源、生物技术、先进制造、量子技术等新兴领域的潜在突破和应用前景，以及激光与人工智能、大数据等交叉融合带来的新机遇。 本书力求在概念清晰、原理阐述深入的同时，兼顾理论与实践的结合，通过丰富的实例和图示，帮助读者全面掌握激光器的科学内涵和应用价值，激发其对激光技术进一步学习和研究的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本名为《光电子与光通信实验》的书籍，与其说是教材，不如说是一份承载着深刻行业洞察与实践智慧的宝贵指南。我是在一个项目紧缺、时间紧张的关头接触到它的，当时急需迅速掌握光通信领域核心技术的应用细节。这本书的精妙之处在于，它并没有停留在枯燥的理论推导上，而是以一种极为务实的态度，将光电子器件的工作原理与实际的系统搭建紧密结合起来。我特别欣赏其中对于高速调制器的剖析，作者不仅解释了马赫-曾德尔调制器的工作机制，更深入地探讨了如何通过优化偏置电压和驱动电流来抑制非线性失真，这一点在实际的DWDM系统设计中是至关重要的。书中对光纤的传输损耗、色散补偿方案的模拟与实测数据分析，细致到小数点后几位的数值，这对于我们进行链路预算和性能评估提供了极其坚实的基石。此外，书中对新型光子集成技术（PICs）的介绍，虽然篇幅不长，但切中要害地指出了当前集成化面临的挑战，例如热效应管理和光耦合效率的提升，这些都是书本上很少能见到的前沿讨论点，读来让人有醍醐灌顶之感，仿佛直接与行业领军人物进行了一次深度交流。它的结构安排非常合理，理论先行，随后紧跟实验验证，确保读者在理解概念的同时，也掌握了验证和调试的能力，对于希望从理论走向工程实践的工程师而言，这几乎是一本必备的“操作手册”。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本实验手册时，我的第一印象是其对光学测量技术的全面覆盖程度令人惊叹。现在的光通信系统测试，早已超越了简单的光功率计和OTDR范畴，它要求测试人员能够熟练运用矢量网络分析仪（VNA）来表征光电探测器的射频性能，并能够准确评估系统的噪声指纹和抖动特性。这本书在这方面展现了极高的专业水准。书中关于误码率（BER）测试平台搭建的部分，详细描述了如何利用伪随机码型发生器（PRBS）进行眼图的采集和分析，并提供了针对不同码率下的判决阈值优化策略。更难得的是，它没有回避在实际操作中经常遇到的“陷阱”，比如环境温度波动对激光器波长稳定性的影响，以及连接器表面的微小污染如何导致回波损耗的急剧下降。作者用近乎“保姆式”的详细步骤，引导读者完成从光纤熔接质量的显微镜检查，到高阶调制格式（如QPSK/16QAM）的星座图解调与分析。这种对细节的执着，使得即便是初次接触复杂光通信实验的学生，也能在严格的规范下，获得可靠、可复现的实验数据，极大地提升了实验的科学性和严谨性。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，很多实验指导书的叙事风格都偏向于平铺直叙，缺乏引人入胜的故事性，但《光电子与光通信实验》在讲解光纤放大器（如EDFA和半导体光放大器SOA）的工作原理时，却展现出一种内在的逻辑美感。它没有直接给出复杂的泵浦功率公式，而是通过对比不同增益介质对光信号的“作用方式”——EDFA如何利用能级跃迁实现受激辐射，而SOA则如何通过载流子注入实现受激散射——从而让读者自然而然地理解其增益特性和噪声系数的差异。书中对放大器饱和效应的探讨尤为精彩，通过调整输入信号功率，观察输出功率随之变化的曲线，让“饱和”这个抽象概念变得触手可及。我尤其赞赏书中关于噪声分析的部分，它清晰地辨析了ASE（放大自发辐射）噪声与信号相关的噪声（如功率波动）在不同工作点下的主导地位。这种层次分明的讲解方式，不仅仅是告诉“怎么做”，更重要的是阐明了“为什么这样做”，使得实验不再是简单的机械操作，而成为对物理过程深刻理解的印证过程，这对于培养未来的光通信系统架构师来说，是至关重要的思维训练。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视野显然超越了传统的基于InP平台的通信系统，它大胆地将自由空间光通信（FSO）和可见光通信（VLC）的前沿技术纳入了实验范畴。在当前无线频谱日益拥挤的背景下，探讨光作为媒介的替代潜力是极具前瞻性的。关于FSO的实验设计，书中详尽地分析了大气湍流对光束质量的影响，并提供了一套利用自适应光学（AO）原理进行波前校正的基础实验方案，尽管这部分实验对硬件要求较高，但理论铺垫非常到位，确保了即使在资源有限的实验室，也能理解其核心挑战。更令人惊喜的是，VLC部分深入研究了LED和OLED作为调制源的带宽限制，以及如何利用多载波技术（OFDM）来克服调制速度瓶颈。这种跨越传统电信光纤，拥抱新兴光通信场景的广阔胸襟，使得这本书的价值大大提升，它不仅仅关乎“如何让光走得更远、更快”，更关乎“光还能在哪里发挥作用”，为读者打开了更为广阔的创新空间，非常适合那些不满足于现状、渴望探索下一代光连接方案的研究者。

评分☆☆☆☆☆

从排版和结构上看，《光电子与光通信实验》体现了一种罕见的严谨与人性化并存的设计哲学。它似乎明白，理工科的实验往往伴随着调试的挫败感，因此，每当介绍到一个复杂的系统集成时，作者都会穿插一段“故障排除速查表”。例如，当相位调制器无法产生清晰的相位差输出时，它会首先提示检查驱动电缆的特性阻抗匹配，其次检查信号源的直流偏置点，最后才指向器件本身的损坏可能。这种预判性的指导，极大地节省了我们调试的时间成本，让实验流程更加顺畅高效。此外，书中附带的附录部分，收录了若干关键器件的典型参数规格表和常用单位换算工具，这些“边角料”信息在实际工作中却是最容易遗忘但又最关键的参考资料。总结来说，这本书的设计思路是全方位的，它不仅传授了“做什么”和“怎么做”，更重要的是，它教会了读者“如何像一个经验丰富的工程师那样去思考和解决问题”，其内容深度与实践指导的平衡，在同类书籍中是极为罕见的典范。