現(xiàn)代通信光電子學(xué)（第五版）

定　價(jià)：￥58.00

作　者：	（美）Amnon Yariv著；陳鶴鳴等譯
出版社：	電子工業(yè)出版社
叢編項(xiàng)：	國外電子與通信教材系列
標(biāo)　簽：	光通信與傳輸

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ISBN：	9787121003059	出版時(shí)間：	2004-09-01	包裝：	精裝
開本：	26cm	頁數(shù)：	580	字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書是光電子學(xué)領(lǐng)域權(quán)威著作，是《光電子學(xué)》的最新版本，即第五版。本版反映光電子學(xué)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。本書主要介紹激光物理學(xué)領(lǐng)域各種現(xiàn)象和所有器件的最基本原理，尤其突出各種激光器在光纖通信中的應(yīng)用，同時(shí)本書還附有大量習(xí)題和生動實(shí)例。該版本新增加的內(nèi)容包括：光纖中脈沖的色散和壓縮，半導(dǎo)體激光器的高速調(diào)制，垂直腔表面發(fā)射激光器，量子光學(xué)，全息數(shù)據(jù)存儲，光纖光柵，DFB激光器等。本書既可作為高等院校光電專業(yè)核心教材，也可作為從事實(shí)際工作的工程技術(shù)人員的參考用書。譯者序現(xiàn)代通信光電子學(xué)是當(dāng)前高科技發(fā)展的重要領(lǐng)域，以它為基礎(chǔ)的光通信技術(shù)發(fā)展十分迅速，對人類社會和生活的各個(gè)方面產(chǎn)生了廣泛和深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)代通信光電子學(xué)也是處于發(fā)展中的光信號處理和光計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)。本書根據(jù)A.亞里夫先生《現(xiàn)代通信光電子學(xué)》即以前出版的《光電子學(xué)》的最新版本（第五版）譯出。該書反映了光電子領(lǐng)域的最新進(jìn)展，全書共有20章和4個(gè)附錄。其中第1～3章是學(xué)習(xí)光電子學(xué)必需具備的基礎(chǔ)知識。第4～7章及第15～16章是關(guān)于激光器的基本理論、結(jié)構(gòu)、常用激光器，以及光通信中應(yīng)用的新型激光器。第8章和第17～19章著重討論各種非線性光學(xué)問題。第9章和第12章討論光束的調(diào)制問題。第10～11章是關(guān)于光探測及其噪聲的理論。本書對光電子學(xué)諸領(lǐng)域進(jìn)行了較全面而系統(tǒng)的論述，全書結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，基本概念清晰。在每個(gè)理論單元后面均有數(shù)值例子，可使讀者加深對理論的理解，為解決理論問題提供幫助。每章后都列出了參考文獻(xiàn)，并附有習(xí)題。本書已被視為光電子學(xué)領(lǐng)域具有權(quán)威性的奠基性著作，既可作為高等院校電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、微電子學(xué)及應(yīng)用物理學(xué)等本科專業(yè)和光學(xué)工程、物理電子學(xué)、固體電子與微電子學(xué)、電磁場與微波技術(shù)及通信與信息系統(tǒng)等研究生專業(yè)的教材或參考書，也可供從事實(shí)際工作的工程師作為一本有價(jià)值的參考書。本書的翻譯是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，感謝電子工業(yè)出版社和南京郵電學(xué)院光信息技術(shù)系的支持和幫助。本書對常用名詞的翻譯，按照1996年全國自然科學(xué)名詞審定委員會公布的《物理學(xué)名詞》進(jìn)行校核。在翻譯中我們參考了下列書目：1.A.亞里夫著，劉頌豪、吳存愷、王明常譯.量子電子學(xué).上?？萍汲霭嫔?，1983.102.A.亞里夫著，李宗琦譯，高鼎三校.光電子學(xué)導(dǎo)論.科學(xué)出版社，1983.13.朱祖華編著.信息光電子學(xué)基礎(chǔ).浙江大學(xué)出版社，1990.74.董孝義編著.光波電子學(xué).南開大學(xué)出版社，1987.115.周文、陳秀峰、楊冬曉編著.光子學(xué)基礎(chǔ).浙江大學(xué)出版社，2000.1對上述作者表示衷心的感謝。本書翻譯中，施偉華翻譯了第4～7章及第15～16章；容經(jīng)雄翻譯了第8～10章；張力翻譯了第11～13章；陳鶴鳴翻譯了第1～3章、第14章、第17～20章及附錄并校閱了全書；鞏玉潔和張亞玲做了大量的輔助工作。由于譯者水平有限，譯文中仍有不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。譯者2004年5月于南京第五版前言"眾多事物中，重視那些美好的，保留那些有用的，擯棄那些兩者皆不具備的。"在選擇新一版內(nèi)容的過程中，我試著遵循上文所引用的我在以色列軍隊(duì)時(shí)軍士長（他的名字我已經(jīng)忘了）在我們準(zhǔn)備奔赴戰(zhàn)場之前的忠告。于是我將材料限于我認(rèn)為完美的或是重要的或是兩者兼?zhèn)涞膬?nèi)容范圍內(nèi)。讀者們對于每個(gè)范疇的內(nèi)容都有自己的取舍，希望能夠與我的相同。第五版保留了第四版中的大部分內(nèi)容，并加入了大量新的內(nèi)容。這些變化反映了光通信作為最重要的通信技術(shù)的持續(xù)優(yōu)勢。在新一版中，書的重心明顯轉(zhuǎn)向了低能量、與通信相關(guān)的選題，所以我們將書名改為《現(xiàn)代通信光電子學(xué)》更為合適。這一版的主要新特點(diǎn)為：1.將傳遞函數(shù)傅里葉變換形式用于處理光纖中的脈沖傳播；2.包含時(shí)間透鏡的脈沖和光束傳播的時(shí)空等價(jià)性；3.光纖中脈沖展寬的色散補(bǔ)償；4.利用克拉默斯克勒尼希（KramersKroning）關(guān)系式對極化率（χ′（ν）和χ″（ν））的新的處理方法。克拉默斯克勒尼希（KramersKroning）關(guān)系式的推導(dǎo)；5.大幅改動了對于分布式反饋激光器的討論，包括對增益耦合激光器的處理；6.半導(dǎo)體激光器的動態(tài)啁啾；7.垂直腔半導(dǎo)體激光器；8.新的一章關(guān)于孤子的內(nèi)容，包括非線性光纖傳播方程的基本原理推導(dǎo)；9.增加一章新內(nèi)容包括：對量子光學(xué)和量子噪聲的經(jīng)典處理，光學(xué)測量法推理，散粒噪聲，以及在傳統(tǒng)界限以下由參變量放大實(shí)現(xiàn)振幅漲落的"壓縮"。再次申明，使用本書的學(xué)術(shù)要求與第四版前言中提及的相同。我很感激JanaMercado女士和MaryEleanorJohnson女士幫助錄入和編輯。JohnKitching，WilliamMarshall，JohnO''''Brien和MattMcAdams在專業(yè)技術(shù)上給予我很大幫助。我深深感謝AliAdibi先生在重新推導(dǎo)主要計(jì)算結(jié)果上花費(fèi)的不計(jì)其數(shù)的時(shí)間。他所改正的錯(cuò)誤和矛盾之處對于本書內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)和相對零錯(cuò)誤起了很大幫助。AmnonYariv帕薩迪納，加利福尼亞1996年6月第四版前言第三版《光電子學(xué)》面世后的五年中，該領(lǐng)域在技術(shù)上發(fā)生了重大發(fā)展，出現(xiàn)一些主要趨勢。這些重要發(fā)展有：1.光纖通信確立了在通信技術(shù)中的重要地位；2.半導(dǎo)體激光器，特別是長波長GaInAsP/InP半導(dǎo)體激光器成為高速數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的主要光源；3.量子阱半導(dǎo)體激光器開始取代傳統(tǒng)激光器用于高速長距離數(shù)字通信，其他大部分復(fù)雜應(yīng)用包括超低閾值激光器和鎖模激光器；4.由于對遠(yuǎn)程傳輸和大范圍光分布系統(tǒng)的影響，光纖放大器引起了光纖通信的小型革命。新的發(fā)展不斷積累，以至于我在Caltech進(jìn)行我1989年的最后一次授課時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己使用的一部分課程材料并不包括在本書的內(nèi)容之內(nèi)。第四版包含了這一部分內(nèi)容。在第三版基礎(chǔ)上增加的內(nèi)容包括一些主要的修正和新的章節(jié)，其內(nèi)容為：1.瓊斯計(jì)算及其在法拉第效應(yīng)中的擴(kuò)展；2.輻射測量和紅外檢測；3.光纖放大器及其對光纖通信線路的影響；4.激光陣列；5.分布反饋激光器，包括具有相移面的多元素激光器；6.量子阱和超低閾值半導(dǎo)體激光器；7.光折變晶體和動態(tài)全息術(shù)及圖像處理中的雙光束耦合；8.受激布里淵散射中的雙光束耦合和相位共軛；9.半導(dǎo)體激光器的強(qiáng)度漲落和相干性及其對光纖通信系統(tǒng)的影響。本書依然是針對那些對光輻射的產(chǎn)生與控制及其怎樣用于信息傳輸感興趣的學(xué)生。在Caltech，差不多相同比例的電子工程專業(yè)、物理專業(yè)和應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生都選擇了這門課程。其中一半是畢業(yè)班學(xué)生，其余均為研究生。在Caltech學(xué)習(xí)這門課程的先決條件是：充分掌握電磁學(xué)基礎(chǔ)，一般先修過一年該領(lǐng)域的課程，并具有原子物理的基本入門知識。本書之所以能夠傳遞下去并極具研究風(fēng)味，很大程度上歸功于那些來訪者、能干的學(xué)生和博士后們，他們不斷向我提供他們的最新發(fā)現(xiàn)和思考。這一版內(nèi)容涵括了以下各位被公認(rèn)的及未被公認(rèn)的來稿：ChrisHarder，KerryVahala，EliKapon，KamLau，PamelaDerry，IsraelUry，NadavBarChaim，HankBlauvelt，MichaelMittelstein，LarsEng，NormanKwong，ShuWuWu，BinZhao和RudyHoffmeister。Caltech1987年至1989年應(yīng)用物理130班和131班協(xié)助校對并保證了排版的清晰。我的妻子Fran和我的行政助手JanaMercado負(fù)責(zé)錄入和編輯。感謝她們和上面提及的所有人。AmnonYariv帕薩迪納，加利福尼亞1991年1月

作者簡介

　　AmnonYariv：加州理工學(xué)院電子工程系和應(yīng)用物理系教授，光電子學(xué)的創(chuàng)始人之一，美國國家工程院和國家科學(xué)院院士，ORTEL公司的創(chuàng)始人之一和董事會主席。在他的指導(dǎo)下，加州理工學(xué)領(lǐng)域中最富有成果和最具創(chuàng)造性的研究機(jī)構(gòu)。

圖書目錄

第1章電磁理論 1.0 引言 1.1 復(fù)函數(shù)體系 1.2 電磁場能量和功率的考慮 1.3 各向同性介質(zhì)中波的傳播 1.4 晶體中波的傳播——折射率橢球 1.5瓊斯計(jì)算及其在雙折射晶體光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用 1.6 電磁波的衍射習(xí)題參考文獻(xiàn) 第2章光線和光束的傳播 2.0 引言 2.1 透鏡波導(dǎo) 2.2 光線在反射鏡面間的傳播 2.3 在類透鏡介質(zhì)中的光線 2.4平方律折射率介質(zhì)中的波動方程 2.5均勻介質(zhì)中的高斯光束 2.6在類透鏡介質(zhì)中的基模高斯光束——ABCD定律 2.7在透鏡波導(dǎo)中的高斯光束 2.8在均勻介質(zhì)中的高斯光束高階模 2.9 在平方律折射率變化的介質(zhì)中的高斯光束的高階模 2.10 光波在二次型增益分布介質(zhì)中的傳播 2.11 橢圓高斯光束 2.12 傍軸A，B，C，D系統(tǒng)的衍射積分習(xí)題參考文獻(xiàn) 第3章光束在光纖中的傳輸 3.0引言 3.1圓柱坐標(biāo)系中的波動方程 3.2階躍折射率圓波導(dǎo) 3.3線偏振模 3.4 光纖中的光脈沖傳輸與脈沖展寬 3.5群速度色散的補(bǔ)償 3.6空間衍射與時(shí)間色散的類比 3.7硅光纖中的損耗習(xí)題參考文獻(xiàn) 第4章光學(xué)共振腔 4.0 引言 4.1 法布里珀羅標(biāo)準(zhǔn)具 4.2用作光譜分析儀的法布里珀羅標(biāo)準(zhǔn)具 4.3球面鏡光學(xué)共振腔 4.4模的穩(wěn)定性判據(jù) 4.5廣義共振腔中的模式——自洽法 4.6光共振腔中的共振頻率 4.7光學(xué)共振腔中的損耗 4.8光學(xué)共振腔——衍射理論方法 4.9模耦合習(xí)題參考文獻(xiàn) 第5章輻射和原子系統(tǒng)的相互作用 5.0 引言 5.1原子能級之間的自發(fā)躍遷——均勻增寬和非均勻增寬 5.2 受激躍遷 5.3 吸收和放大 5.4 χ′(ν)的推導(dǎo) 5.5χ(ν)的物理意義 5.6 均勻激光介質(zhì)中的增益飽和 5.7非均勻激光介質(zhì)中的增益飽和習(xí)題參考文獻(xiàn) 第6章激光振蕩理論及其在連續(xù)區(qū)和脈沖區(qū)的控制 6.0 引言 6.1 法布里珀羅激光器 6.2 振蕩頻率 6.3 三能級和四能級激光器 6.4 激光振蕩器的功率 6.5 激光振蕩器的最佳輸出耦合 6.6 多模激光振蕩器和鎖模 6.7 在均勻增寬激光系統(tǒng)中的鎖模 6.8 脈沖寬度的測量和啁啾脈沖的收縮 6.9 巨脈沖(調(diào)Q)激光器 6.10 多普勒增寬氣體激光器中的燒孔效應(yīng)和蘭姆凹陷習(xí)題參考文獻(xiàn) 第7章一些特殊的激光器系統(tǒng) 7.0 引言 7.1 抽運(yùn)與激光器效率 7.2 紅寶石激光器 7.3摻釹釔鋁石榴石（Nd3+：YAG）激光器 7.4摻釹玻璃激光器 7.5氦氖（HeNe）激光器 7.6 二氧化碳激光器 7.7 氬離子（Ar+）激光器 7.8 激基分子激光器 7.9 有機(jī)染料激光器 7.10氣體激光器的高壓操作 7.11 摻鉺硅基激光器習(xí)題參考文獻(xiàn) 第8章二次諧波產(chǎn)生與參變振蕩 8.0 引言 8.1 非線性極化的物理起源 8.2 非線性介質(zhì)中波傳播的公式 8.3光的二次諧波產(chǎn)生 8.4激光共振腔內(nèi)的二次諧波產(chǎn)生 8.5 二次諧波產(chǎn)生的光子模型 8.6 參變放大 8.7參變放大的相位匹配 8.8 參變振蕩 8.9 參變振蕩的頻率調(diào)諧 8.10 光參變振蕩器中的輸出功率和抽運(yùn)飽和 8.11 頻率上轉(zhuǎn)換 8.12準(zhǔn)相位匹配習(xí)題參考文獻(xiàn) 第9章激光光束的電光調(diào)制 9.0 引言 9.1 電光效應(yīng) 9.2電光相位延遲 9.3電光振幅調(diào)制 9.4 光的相位調(diào)制 9.5 橫向電光調(diào)制器 9.6高頻調(diào)制的考慮 9.7 光束的電光偏轉(zhuǎn) 9.8 電光調(diào)制——耦合波分析 9.9相位調(diào)制習(xí)題參考文獻(xiàn) 第10章光產(chǎn)生和光探測中的噪聲 10.0 引言 10.1 噪聲功率引起的限制 10.2 噪聲——基本定義和定理 10.3一列隨機(jī)發(fā)生的事件的譜密度函數(shù) 10.4 散粒噪聲 10.5 熱噪聲(約翰遜噪聲) 10.6 激光振蕩器中的自發(fā)輻射噪聲 10.7 激光線寬的相矢量推導(dǎo) 10.8 相干與干涉 10.9二進(jìn)制脈碼調(diào)制系統(tǒng)中的誤碼率習(xí)題參考文獻(xiàn) 第11章光輻射的探測 11.0 引言 11.1 光激勵(lì)躍遷速率 11.2 光電倍增管 11.3 光電倍增管中的噪聲機(jī)制 11.4 光電倍增管的外差探測 11.5 光電導(dǎo)探測器 11.6pn結(jié) 11.7半導(dǎo)體光電二極管 11.8雪崩光電二極管 11.9激光器的功率漲落噪聲 11.10紅外成像和本底受限探測 11.11光纖線路中的光放大習(xí)題參考文獻(xiàn) 第12章光和聲的相互作用 12.0 引言 12.1 聲波對光的散射 12.2聲波對光產(chǎn)生的布拉格衍射的粒子圖像 12.3聲波對光產(chǎn)生的布拉格衍射的分析 12.4聲光偏轉(zhuǎn) 習(xí)題參考文獻(xiàn) 第13章光學(xué)電介質(zhì)波導(dǎo)——周期性波導(dǎo)中的模傳播和模耦合 13.0 引言 13.1 波導(dǎo)?！话阈缘挠懻?nbsp; 13.2 非對稱平板波導(dǎo)中的TE模和TM模 13.3 耦合模的微擾理論 13.4 周期性波導(dǎo) 13.5 耦合模的解 13.6 用作光濾波器與反射器的周期性波導(dǎo)——周期性光纖 13.7 電介質(zhì)波導(dǎo)中的電光調(diào)制和模式耦合 13.8 定向耦合 13.9 耦合波導(dǎo)系統(tǒng)的本征模（超模） 13.10 激光器陣列習(xí)題參考文獻(xiàn) 第14章全息術(shù)和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲 14.0 引言 14.1 全息術(shù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 14.2 體積全息圖的耦合波分析習(xí)題參考文獻(xiàn) 第15章半導(dǎo)體激光器——理論及應(yīng)用 15.0 引言 15.1 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 15.2 半導(dǎo)體（激光器）介質(zhì)內(nèi)的增益和吸收 15.3 GaAs/Ga1－xAlxAs激光器 15.4 一些實(shí)際的激光器結(jié)構(gòu) 15.5 半導(dǎo)體激光器的直流調(diào)制 15.6 電流調(diào)制半導(dǎo)體激光器中的增益抑制和頻率啁啾 15.7 集成光電子學(xué) 習(xí)題參考文獻(xiàn) 第16章先進(jìn)半導(dǎo)體激光器——量子阱激光器、分布反饋激光器和垂直腔表面發(fā)射激光器 16.0 引言 16.1 量子阱內(nèi)的載流子（高級選題） 16.2 量子阱激光器的增益 16.3 分布反饋激光器 16.4 垂直腔表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器習(xí)題參考文獻(xiàn) 第17章相位共軛光學(xué)的理論與應(yīng)用 17.0 背景知識介紹 17.1 畸變校正定理 17.2 相位共軛波的產(chǎn)生 17.3 相位共軛光學(xué)的耦合模公式 17.4 一些相位共軛的實(shí)驗(yàn) 17.5 具有相位共軛反射鏡的光學(xué)共振腔 17.6 相位共軛光共振腔的ABCD定律 17.7 激光共振腔內(nèi)的動態(tài)畸變校正 17.8 相位共軛光學(xué)的全息模擬 17.9 畸變介質(zhì)的成像 17.10 應(yīng)用四波混頻的圖像處理 17.11 光纖色散補(bǔ)償習(xí)題參考文獻(xiàn) 第18章光折變介質(zhì)中的雙光束耦合和相位共軛 18.0 引言 18.1 固定光柵中的雙光束耦合 18.2 光折變效應(yīng)——雙光束耦合 18.3 光折變自抽運(yùn)相位共軛 18.4 光折變振蕩器的應(yīng)用習(xí)題參考文獻(xiàn) 第19章光孤子 19.0 引言 19.1 孤子的數(shù)學(xué)描繪習(xí)題參考文獻(xiàn) 第20章量子光學(xué)、量子噪聲和壓縮態(tài)的經(jīng)典處理 20.0 引言 20.1 量子不確定度趨于經(jīng)典形式 20.2 光場的壓縮態(tài) 參考文獻(xiàn) 附錄A 克拉默斯克勒尼希（KramersKronig）關(guān)系附錄B 立方43m晶體中的電光效應(yīng) 附錄C 行波激光放大器中的噪聲附錄D 利用薄透鏡實(shí)現(xiàn)相干電磁場的變換索引