高级光纤传感技术

高级光纤传感技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:江毅
出品人:
页数:306
译者:
出版时间:2009-2
价格:55.00元
装帧:
isbn号码:9787030237385
丛书系列:
图书标签:
  • 光纤传感
  • 传感技术
  • 光学传感器
  • 光纤通信
  • 精密测量
  • 物理学
  • 工程技术
  • 信息技术
  • 材料科学
  • 仪器仪表
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具体描述

《高级光纤传感技术》系统介绍和论述了有关光纤传感技术的专门知识,包括强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振调制型以及分布式光纤传感技术。为了使《高级光纤传感技术》更加系统,还加入了光纤和光电子器件的相关知识。

《高级光纤传感技术》可供从事光纤传感、光纤通信、测试与计量、仪器仪表、结构检测等理论和应用研究的科研人员、工程技术人员及高校师生参考。

《现代光通信系统设计与优化》 内容概要 本书深入探讨了现代光通信系统的理论基础、核心技术、关键组件以及系统设计与优化策略。旨在为读者提供一个全面而深入的视角,理解和掌握构建高效、可靠、高性能光通信网络所需的核心知识。内容涵盖了从基础的光传输原理到前沿的下一代网络技术,力求兼顾理论的严谨性和工程实践的可操作性。 第一部分:光信号传输基础与网络架构 本部分首先回顾和深入讲解了光信号在光纤中传输的基本物理原理,包括光的传播模式、色散效应(如模式色散、材料色散、波导色散)及其对信号传输质量的影响。重点分析了非线性效应,如受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)、四波混频(FWM)等,并阐述了这些效应在高速长距离传输中的挑战和应对策略。 接着,本书详细介绍了当前和未来主流的光通信网络架构。从传统的点对点(P2P)传输系统,到波分复用(WDM)技术在提升传输容量上的关键作用,再到光分组交换(OPS)和光电路交换(OCS)等下一代网络架构的原理和发展趋势,都进行了详尽的阐述。特别地,本书会深入分析密集波分复用(DWDM)和粗波分复用(CWDM)的差异、优势及应用场景,以及光网络的层次化设计,包括核心网、汇聚网和接入网的特点与协同工作机制。 第二部分:光通信核心组件与器件技术 本部分聚焦于构成光通信系统的关键光电子器件及其技术发展。 光源技术: 详尽介绍了用于光通信的各类激光器,包括DFB激光器、FP激光器、VCSELs以及更先进的相干光源和可调谐激光器。深入分析了不同光源的谱特性、调制能力、功率稳定性等参数,以及它们在不同应用场景下的选择标准。例如,在DWDM系统中,窄线宽、高稳定性的DFB激光器是必需品;而在短距离、低成本应用中,VCSELs则展现出独特优势。 光调制器: 详细阐述了外部调制和直接调制的原理与优缺点。重点介绍了Mach-Zehnder调制器(MZM)、电吸收调制器(EAM)等常用器件的工作机制、调制格式(如NRZ、RZ、DPSK、QPSK、QAM等)的演进及其对传输性能的影响。书中会分析不同调制格式在频谱效率、抗色散能力、灵敏度等方面的权衡。 光探测器: 深入讲解了PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的工作原理,以及光电响应速度、量子效率、噪声特性等关键参数。此外,本书还会介绍相干探测技术,分析其在提升接收灵敏度、实现高阶调制格式解调方面的关键作用。 光放大器: 详细阐述了掺铒光纤放大器(EDFA)的增益原理、噪声特性、增益平坦化技术以及功率放大、线放大、预放大等不同工作模式。同时,还会介绍半导体光放大器(SOA)及其在光开关、光电混合网络中的应用。 光开关与复用/解复用器: 深入探讨了光开关(如MEMS光开关、热光开关)在网络重构、保护倒换、带宽管理中的作用。详细介绍了波长选择开关(WSS)等关键器件在灵活光网络(Flex-Grid)中的应用,以及AWG、TFF等复用/解复用技术。 第三部分:系统设计与性能分析 本部分将理论与实践相结合,指导读者进行实际的光通信系统设计。 链路预算分析: 详细讲解了光功率预算的计算方法,包括光源输出功率、光纤衰减、连接器损耗、耦合损耗、放大器增益等因素的计算。指导读者如何根据链路长度、传输速率、器件规格等信息,估算系统的功率裕度,确保信号能够成功传输。 损伤的建模与管理: 深入分析了色散、非线性效应、偏振模色散(PMD)等主要损伤因素的数学模型,并提供相应的管理和补偿技术。例如,会详细介绍色散补偿光纤(DCF)、光栅补偿器、电子色散补偿(EDC)等技术。对于PMD,会探讨其统计特性和补偿方法。 误码率(BER)与信噪比(SNR): 深入分析了误码率和信噪比之间的关系,以及影响BER的关键因素,如噪声、信号衰减、损伤等。会介绍如何通过信号处理技术(如均衡、前向纠错FEC)来降低BER,提升系统性能。 网络拓扑设计与优化: 探讨了各种光网络拓扑结构(如环形、星形、网状)的优缺点,以及如何根据业务需求、可靠性要求、成本约束等因素选择和优化网络拓扑。 第四部分:前沿技术与发展趋势 本部分着眼于光通信领域的最新进展和未来发展方向。 相干光通信技术: 详细介绍了相干光通信系统的原理、优势(如高频谱效率、长距离传输能力)以及关键技术,包括相干接收、数字信号处理(DSP)在补偿损伤和解调高阶调制格式中的作用。 下一代网络与技术: 探讨了5G/6G网络对光通信提出的新要求,如超大带宽、超低时延、高可靠性。介绍了硅光子技术在集成化、小型化光器件方面的进展,以及可见光通信(VLC)、自由空间光通信(FSOC)等新兴技术。 网络智能化与自动化: 讨论了软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)在光网络中的应用,以及人工智能(AI)在网络监控、故障预测、资源优化等方面的潜力。 数据中心内部互连(DCI): 重点分析了数据中心内部及数据中心之间日益增长的互连需求,以及为满足这些需求而发展的紧凑型、高密度、低功耗光模块技术。 适用读者 本书适合于从事光通信系统设计、研发、工程应用的高校学生、研究生、科研人员、网络工程师、产品经理以及对光通信技术感兴趣的从业人员。通过学习本书,读者将能够建立扎实的理论基础,掌握实用的工程技能,并对光通信技术的未来发展有清晰的认识。

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读后感

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用户评价

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对于那些希望系统学习**光纤陀螺仪(FOG)**原理的读者来说,这本书无疑是一部权威的参考。其中对**Sagnac效应**的**线性化处理**和**漂移补偿算法**的详细分析,是其他同类书籍难以匹敌的。然而,我对**生物医学传感领域**的应用非常感兴趣,比如**活体组织内葡萄糖浓度**的实时监测。在这本书中,关于**生物分子标记与光纤表面的功能化修饰**的讨论,显得过于笼统。例如,如何选择**合适的偶联试剂**以确保**生物探针的活性和长期稳定性**,以及在**微流控芯片**中集成光纤传感器的**无菌操作流程**,这些至关重要的工程细节完全缺失了。整本书的基调更偏向于**远距离、高功率**的光纤通信应用背景下的物理量测量,对于**微纳尺度**下,对**灵敏度要求极高但受限于生物相容性**的传感需求,探讨的深度和广度远远不够。读完后,我感觉自己对光纤的“大尺度”性能了如指掌,但对于如何让光纤在**微观生命世界**中发挥作用,仍然感到迷茫。

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这本关于光纤传感技术的书,实在是让我这个光纤通信领域的初学者感到有些吃力,但同时又充满了挑战的魅力。书中对一些基础理论的阐述,比如**模式耦合理论**和**布里渊散射的物理机制**,讲解得极其深入透彻,仿佛每一个数学推导都有其背后的物理图像支撑。然而,对于我们这些刚入门的人来说,如何将这些高深的理论快速转化到实际应用场景中,书中的**工程实践案例**部分就显得相对不足了。我特别希望看到更多关于**特定工业环境**下传感器系统集成的详细步骤,例如在高温、高压或者强电磁干扰环境下,如何进行**光纤传感器的封装设计**与**数据预处理算法**的选取。特别是关于**特种光纤的制备工艺**,虽然提到了其对传感性能的关键影响,但对于非专业背景的读者来说,那些关于**掺杂浓度控制**和**拉丝过程中的温度梯度管理**的描述,更像是一份高水平的研究报告摘要,而非一本面向广大读者的技术手册。这本书更像是为已经有扎实光学背景的研究人员准备的,他们能迅速捕捉到那些隐藏在公式背后的**前沿研究热点**,比如**新型稀土离子掺杂光纤的** **光谱响应特性优化**。对我而言,这本书更像是一份精确的“手术刀”,而非一本“工具箱”,它精准地解剖了原理,但缺乏将这些原理“组装”起来的详尽蓝图。

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说实话,这本书的排版和图示质量高得惊人,每一张**光谱图**和**时域波形图**都清晰锐利,这对于阅读体验至关重要。然而,它给人的感觉更像是一本**理论物理学的教科书**,而不是一本面向应用的**工程技术参考书**。书中对**拉曼散射的温度依赖性**的推导严密到令人发指,但对于如何**优化拉曼信号的信噪比(SNR)**以应对**长距离传输损耗**,解决方案却显得有些保守和理论化。我在寻找关于**特种传感光纤(如空芯光纤或超低损耗光纤)**在**气体或液体折射率传感**中的实际应用案例时,发现内容非常有限。特别是关于**传感器的批量标定流程**以及**不确定度评估的标准方法论**,书中仅用了一小节匆匆带过,这对于需要向监管机构提交**计量报告**的专业人士来说,是远远不够的。我希望作者能花费更多笔墨讲解**光路设计中的机械容差对测量精度的影响**,以及如何通过**先进的软件定义光(SD-Light)技术**来动态调整传感参数,而不是仅仅依赖于固定的硬件配置。

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我是一个资深的**结构健康监测(SHM)工程师**,长期以来一直在寻找一本能真正深入到**分布式光纤传感(DOS)**核心算法的书籍。翻开这本书后,我发现它在**非线性偏振效应**和**后向瑞利散射的随机特性**这方面的论述,确实达到了业界顶尖水平,尤其是关于**基于相位敏感放大器(PSA)的传感系统噪声抑制技术**的章节,提供了几套非常新颖的解调思路,这让我眼前一亮。然而,这本书似乎过于侧重**物理层面的数学建模**,对于实际工程中更关心的**长期稳定性与环境漂移补偿**问题,探讨得不够深入。例如,在**光纤光栅阵列(FBG Array)的级联与复用技术**部分,只是简单提到了**波分复用(WDM)**的优势,却鲜有关于**串扰抑制比(Crosstalk Ratio)**在实际链路中的经验数据和优化策略。更让我感到遗憾的是,对于**基于机器学习的传感数据反演**这一当前热门方向,全书几乎未涉及,这对于我们这些依赖大数据进行**故障早期预警**的领域来说,是一个明显的时代脱节。我期待看到更多关于**传感网络拓扑优化**的讨论,而不是仅仅停留在单个传感元件的性能分析上。

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这本书的深度毋庸置疑,它系统性地梳理了**光纤传感从原理到器件**的各个脉络,对于**新型传感机制的探索**具有极强的启发性。特别是**微结构光纤(MOF)**与**表面等离子体激元(SPR)**的耦合传感研究部分,提供了丰富的**理论模型和仿真方法**,这无疑是学术研究者的宝贵资源。但作为一名偏向**工业自动化控制**的工程师,我急需了解的是**光电转换接口的设计规范**以及**传感信号的工业级接口标准(如Modbus或EtherCAT)**。这本书几乎完全避开了**嵌入式系统**与**实时数据采集**的主题。例如,在讨论**高频振动传感**时,提到了**采样率**的重要性,但并未深入探讨如何选择合适的**模数转换器(ADC)**以避免**混叠效应**,也没有涉及**现场总线通信协议的带宽限制**如何反过来制约了传感系统的动态响应。这本书的侧重点似乎完全在于“光”,而“电”与“控制”的论述则显得微不足道,这使得它在连接实验室成果与工厂实际生产线之间,搭建的桥梁显得有些单薄。

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