Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Marhic, Michel E.

出品人:

页数:376

译者:

出版时间:2007-12

价格:$ 158.20

装帧:

isbn号码:9780521861021

丛书系列:

图书标签:

计算机
网络
光纤放大器
光纤参数放大器
光纤振荡器
光纤光学
非线性光学
光通信
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激光技术

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具体描述

This book, published in 2007, provides comprehensive coverage of the theory and practice of OPAs and related devices, including fiber optical parametric oscillators (OPOs). After introducing the field, the theory and techniques behind all types of fiber OPAs are covered starting from first principles - topics include the scalar and vector OPA theory; the nonlinear Schrodinger equation; OPO theory; and quantum noise figure of fiber OPAs. Challenges of making fiber OPAs practical for a number of applications are discussed, and a survey of the state-of-the-art in feasibility demonstrations and performance evaluations is provided. The capabilities and limitations of OPAs; the potential applications for OPAs and OPOs, and prospects for future developments in the field are discussed. Theoretical tools developed in this text can also be applied to other areas of nonlinear optics. This is a valuable resource for researchers, advanced practitioners, and graduate students in optoelectronics.

好的，以下是为一本名为《Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices》的书籍撰写的，不包含该书内容的详细简介。 --- 书名：新一代光纤通信与传感技术：超快非线性光纤器件的原理与应用作者： [此处留空，或使用虚构作者名] 出版社： [此处留空，或使用虚构出版社名] 出版年份： 2024年页数：约 650 页内容概述本书系统地探讨了光纤通信、光传感以及精密光测量领域中，基于新型光纤结构和先进材料实现的超快非线性光纤器件的前沿进展。重点聚焦于如何利用光纤非线性效应来突破传统电子和光器件的性能瓶颈，实现高带宽、低噪声和高集成度的功能模块。全书内容结构清晰，理论深度与工程实践相结合，旨在为光电子学、通信工程、物理学及材料科学的研究人员和工程师提供一份全面而深入的参考资料。第一部分：光纤非线性基础与新型光纤结构本部分首先回顾了非线性光学的基础理论，特别是针对光纤环境中的克尔效应、受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）等核心现象的深入分析。不同于传统的单模/保偏光纤模型，本部分将重点介绍新型光纤结构对非线性特性的调控能力： 1. 空心光纤（Hollow-Core Fibers, HCFs）：详细分析了HCFs，特别是空气芯光纤（Air-Core Optical Fibers, ACOF）在抑制四波混频（FWM）和提高损伤阈值方面的优势。讨论了它们的色散管理特性，以及如何通过控制光纤内的气压和气体成分来实现波长可调谐的非线性响应。 2. 高非线性光纤（High-Nonlinearity Fibers, HNLFs）：对比了零色散位移光纤（ZDWDF）和特高非线性光纤（Ultra-High Nonlinearity Fibers, UHNFs）的设计原理。重点阐述了如何通过减小纤芯面积和优化波导参数来增强非线性耦合系数$gamma$，并探讨了在短脉冲传输和高功率激光应用中HNLFs面临的挑战。 3. 光子晶体光纤（Photonic Crystal Fibers, PCFs）：深入剖析了基于光子带隙（PBG）和限域模式（MMC）的PCF设计原理。阐述了如何利用其独特的模式场分布和色散工程，实现极宽带的超连续谱（Supercontinuum）产生，并详细分析了这类光纤在低损耗传输方面的潜力。第二部分：超快光纤脉冲源与谱学应用本部分将研究如何利用上述新型光纤结构，结合特定的泵浦条件，构建高性能的超快光源，并探讨其在光谱学和计量学中的应用。 1. 超连续谱（Supercontinuum Generation, SCG）技术：详细分析了SCG在HCF、HNLF和PCF中的物理机制。对比了在不同色散区域（正常、反常和零色散）中孤子分裂、自相位调制（SPM）和四波混频对谱宽拓展的影响。特别关注了如何通过控制输入脉冲的形状和能量，实现具有平坦频谱和高相干性的超连续光源。 2. 锁模光纤激光器（Mode-Locked Fiber Lasers）：集中讨论基于可饱和吸收体（如碳纳米管、二维材料）和基于非线性效应（如克尔透镜锁模，KLM）的锁模机制。重点分析了如何设计具有高非线性增益和优良色散平衡的光纤腔体，以稳定产生皮秒、飞秒乃至阿秒量级的脉冲。 3. 光孤子动力学与控制：深入研究光纤中的光孤子（Soliton）现象。讨论了标准的克尔-薛定谔方程（NLS）的解，并扩展到包含布里渊散射、拉曼散射和辐射损耗的更复杂模型。研究了如何利用光纤非线性来操纵和整形孤子，实现脉冲的压缩、展宽和多孤子相互作用。第三部分：光纤中的新型非线性调制与频率转换本部分聚焦于利用光纤介质的非线性特性进行信号的频率、相位和偏振态的精确控制，这对于相干光通信和量子光学至关重要。 1. 受激拉曼散射（SRS）与拉曼光纤放大器（RFA）：全面梳理了SRS的基本原理，包括斯托克斯波和反斯托克斯波的产生。详细介绍了拉曼光纤放大器（RFA）的增益特性、带宽限制及其在长距离通信中的应用。着重分析了如何通过定制泵浦波长和光纤材料来设计具有特定波长增益特性的拉曼器件。 2. 受激布里渊散射（SBS）与布里渊激光器：探讨了SBS在光纤中的反馈机制及其在光纤传感（如分布式温度和应变传感）中的应用。详细阐述了SBS对高功率光信号传输的限制，并介绍了利用SBS实现窄线宽、高稳定性的布里渊激光振荡器的设计方法。 3. 相干光梳（Coherent Optical Frequency Combs）：重点讨论了如何利用新型光纤结构实现低相位噪声的光学频率梳。分析了基于孤子和耗散孤子（Dissipative Solitons）的梳状光谱产生机制，以及它们在高精度光谱测量、原子钟和精密测距中的关键作用。第四部分：器件集成与未来挑战最后一部分探讨了如何将上述非线性功能模块集成到实际系统中，并展望该领域未来的发展方向。 1. 片上非线性集成（On-Chip Nonlinear Integration）：讨论了从离散光纤元件向集成光子学平台（如硅基、氮化硅平台）过渡的关键挑战。分析了波导结构中的非线性增强技术，以及如何实现高效率的片上频率转换和时间-频率编码。 2. 量子光源的构建：探讨了利用光纤非线性效应产生单光子源和纠缠光子对的最新进展。分析了如何通过泵浦抑制和优化非线性耦合，提高双光子源的亮度和纯度，以满足量子信息处理的需求。 3. 信道容量与抗干扰技术：从通信系统的角度，讨论了如何利用非线性器件来补偿色散和管理非线性损伤。分析了相干检测技术在处理高阶调制格式时对非线性效应的依赖性，并提出了新型光纤器件在未来超高容量传输系统中的潜力与瓶颈。 --- 目标读者：本书适用于光电子学、通信工程、应用物理学、材料科学及相关交叉学科的研究生、博士后、高校教师以及光通信、激光和传感行业的研发工程师。对非线性光学有基础了解的读者将受益匪浅。