微波光子學基礎 [Fundamentals of Microwave Photonics] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可以作為工科院校相關專業的高年級本科生和研究生教材，同時對於從事微波光子學領域研究的工程技術人員也具有很高的參考價值。

*為設計和構建具有優良RF性能的模擬光子鏈路提供全麵參考的專著。

*以方便使用的形式提供瞭鏈路設計時所需的相關公式，便於快速查閱。

*全麵分析瞭模擬光子鏈路的結構及其在RF係統中的應用。

內容簡介

本書是一本有關微波光子學原理與應用的專著。在書中作者結閤自己在美國海軍研究實驗室（U.S. Naval Research Laboratory）從事模擬微波光子鏈路的研究實踐，從模擬微波光子鏈路的原理與應用這一視角介紹瞭微波光子學的基本原理，並綜述和展望瞭模擬微波光子鏈路的應用及其未來的發展趨勢。全書共分為十章，內容涵蓋微波光子學的基本概念；射頻係統與光子學係統的性能參數；基於不同調製方式的模擬微波光子鏈路的理論模型和其中有關信號傳輸的關鍵問題，包括鏈路中的噪聲、畸變和非綫性效應等；以及模擬微波光子鏈路的應用。

作者簡介

　　項鵬，解放軍理工大學通信工程學院講師，博士研究生，專業方嚮為電磁場與微波技術（光通信方嚮）。作為項目負責人或主要成員完成和參與國傢、江蘇省及軍內省部級以上科研項目的研究多項。在《Optics Express》、《Photonic Technology Letters》、《Optics Letters》、《中國激光》、《光學學報》國內外學術期刊上，及“ICMMT”、“ACP”等國際重要學術會議上發錶論文20餘篇，其中SCI檢索10餘篇、EI檢索10餘篇。此外，申請國傢發明專利2項。多次獨立承擔本科生、研究生，及外國留學生的教學工作，獨立承擔課程10餘門次。應邀進行校外專傢講座2次。今年來在《解放軍理工大學學報（綜閤版）》、《新時代教育教學》等教育類學術期刊上發錶論文8篇

　　Vincent J. Urick Jr. 博士，於2001年加入美國海軍研究實驗室（NRL），他主持瞭實驗室應用射頻光子學部門的研究工作。

　　Jason D. Mckinney. 博士，於2006年加入NRL，目前他在實驗室主持微波光子學部門的研究工作。在加入NRL之前，他早在2001年就開始在普度大學作為主要成員從事微波光子學領域的研究。

　　Keith J. Williams, 博士，自1987年便加入NRL，在那裏他主持瞭該實驗室光子技術分部的研究工作。

目錄

目錄
第1章緒論
1．1光縴光子鏈路的技術發展與優勢
1．2模擬與數字光縴鏈路
1．3基本光縴光學器件
1．4射頻係統中的模擬鏈路
參考文獻

第2章模擬性能參數
2．1散射矩陣
2．2噪聲係數
2．3動態範圍
2．3．1壓縮動態範圍（CDR）
2．3．2無雜散動態範圍
2．4級聯係統的分析
參考文獻

第3章光縴鏈路中的噪聲源
3．1基本概念
3．2熱噪聲
3．3散粒噪聲
3．4激光器
3．5光放大器
3．5．1摻鉺光縴光放大器
3．5．2拉曼和布裏淵光縴放大器
3．5．3半導體光放大器
3．6光電檢測器
參考文獻

第4章光縴鏈路中的畸變
4．1簡介
4．2電光轉換中的畸變
4．3光放大器中的畸變
4．4光電檢測器中的畸變
4．4．1光電檢測器的畸變測量係統
4．4．2光電檢測器中的非綫性機理
參考文獻

第5章光縴傳播效應
5．1簡介
5．2雙重瑞利散射
5．3光縴鏈路中的RF相位
5．4色度色散
5．5受激布裏淵散射
5．6受激拉曼散射
5．7交叉相位調製
5．8四波混頻
5．9偏振效應
參考文獻

第6章外強度調製與直接檢測鏈路
6．1基本概念與鏈路結構
6．2信號的傳輸與增益
6．3鏈路的噪聲與性能參數
6．3．1通用方程
6．3．2散粒噪聲限製條件下的方程
6．3．3RIN限製條件下的方程
6．3．4對於摺中考慮的分析
6．4與光電二極管相關的問題與解決方法
6．5綫性化技術
6．6傳播效應
參考文獻

第7章外相位調製與乾涉儀檢測鏈路
7．1簡介
7．2鏈路的信號傳輸與增益
7．3鏈路的噪聲與性能參數
7．4鏈路綫性化技術
7．5傳播效應的影響
7．6用於光相位調製信號的其他技術
參考文獻

第8章其他模擬光學調製方法
8．1激光器的直接調製
8．1．1直接強度調製
8．1．2直接頻率調製
8．2基於MZM的載波抑製調製
8．3單邊帶調製
8．4采樣模擬光子鏈路
8．4．1基於采樣模擬光子鏈路的RF下變頻
8．4．2用采樣鏈路來緩解受激布裏淵散射的影響
8．5偏振調製
參考文獻

第9章大電流光電探測器
9．1光電探測器的壓縮效應
9．2有限的串聯電阻帶來的影響
9．3熱負荷的限製
9．4空間電荷效應
9．5光電檢測器的功率轉換效率
9．6大功率光電檢測器的最新進展
參考文獻

第10章應用與發展趨勢
10．1點對點的鏈路應用
10．2模擬光縴延遲綫
10．3基於光子學的射頻信號處理
10．3．1寬帶信道化處理
10．3．2瞬時頻率測量
10．3．3下變頻
10．3．4相控陣波束成形
10．4基於光子學的RF信號産生
10．5毫米波光子學
10．6集成微波光子電路
參考文獻

附錄I 單位與物理常數
附錄II電磁輻射
附錄III正弦信號的功率、 電壓和電流
附錄IV三角函數附錄V傅裏葉變換公式
附錄VI貝塞爾函數

前言/序言

　　我們認為本書全麵地闡述瞭微波光子學領域的內容， 該領域有時也被稱為射頻（RF）或模擬光子學。這本書所麵對的讀者群涵蓋工程或物理專業的高年級大學本科學生直至本領域的專傢。本書對微波光子學領域的闡述注重基礎， 因此可用於高年級本科生或研究生的課程教材來嚮學生介紹微波光子學。雖然本書沒有包括專門的習題集， 但是書中給齣瞭許多例子， 教師隻要發揮一點想象力， 就可以設計齣課後作業。我們希望本書可以令本領域經驗豐富的專傢、 學者都覺得有很多用處。我們已經盡力在本書有限的篇幅中提供盡可能多的基礎物理學知識。有時， 對於微波光子的應用來說， 這些知識可以忽略。書中針對各種不同應用場景， 用大量的麯綫描述瞭微波光子鏈路的性能邊界。每章都包括一個完整的參考文獻列錶， 且包含瞭最原始的參考文獻。本書提供瞭許多便於使用的公式， 可供讀者迅速查閱使用。的確， 我們真心希望本書可以在實驗室、 應用現場或是設計會議等場閤都為人們提供一個常備的參考資料。
　　我們希望這本書的內容從第一頁到最後一頁都連續流暢， 而且我們相信本書已達到瞭這一初衷。我們建議本領域的初學者最好按順序來閱讀本書， 因為後繼章節的內容是建立在前麵章節的基礎之上的。而對於在本領域有一定學習和研究經驗人， 則可以很容易地找到每個獨立章節的索引導航。第1章簡要介紹微波光子學領域的內容， 該章內容相對獨立， 並引齣瞭內容更為詳盡的後續章節。第2章主要描述量化微波光子係統性能的參數指標， 而這些指標是從光學領域中剝離齣來的。第3~5章的內容闡述瞭噪聲、 失真、 信號的傳輸與光縴非綫性等內容， 這些內容都與微波光子緊密相關。而這三章內容都並非針對任何一種調製方式， 而是旨在對微波光子鏈路給齣更一般性的闡述。具體的調製及相應的解調技術在第6~8章中闡述， 這些內容用到瞭前四章中給齣的基礎知識。在第6章中， 重點介紹瞭基於馬赫-曾德爾外調製器的強度調製和直接檢測方案。該技術無疑是當今最為流行的調製解調方式， 因此做瞭最徹底的闡述。第7章介紹瞭相位調製方案， 但比起前麵一章， 內容沒有那麼詳細。第8章全麵卻相對簡要地介紹瞭各種其他的調製方式。第9章集中討論瞭高功率光電檢測器。第10章介紹相關係統與子係統的應用， 並描述瞭當前該領域中的一些發展趨勢。
　　我們自己在撰寫本書過程中也對微波光子學領域中的許多問題得到瞭更完整的認識， 並激發瞭許多新的想法。我們也真心地希望所有閱讀本書的人能夠從中獲得同樣的收獲。
　　Vincent Urick
　　Jason McKinney
　　Keith Williams
　　華盛頓特區， 2014年4月緻謝
　　本書為作者個人所撰寫的， 因此本書中所錶達的觀點僅代錶本書的作者， 不代錶美國海軍實驗室（NRL）、 美國海軍或政府官方的觀點。但是， 如果沒有NRL對我們整個職業生涯的支持， 我們也是無法完成本書的。NRL所提供的工作環境， 使得我們的研究工作穩步前進， 並對微波光子學技術的實驗和理論獲得透徹的理解。而如果沒有NRL管理層的支持， 這些都是不可能的， 特彆是主管和部門負責人為我們在這一重要技術領域取得進展提供的儀器、 設備的支持。在此要對以下各位錶示感謝： Francis Klemm博士， Thomas Giallorenzi博士、 John Montgomery博士、 Joseph Weller博士、 Ronald Esman博士、 Michael Monsma先生和Don Northam博士。我們還要感謝工作在NRL的各位員工， 無論是過去還是現在， 他們都對微波光子學的發展做齣瞭貢獻。
　　我們很感謝在過去的歲月與我們一起愉快工作的無數同事們。本書中所引用的文獻已經指齣瞭那些曾給予我我們啓發的人的名字， 但是其中有些人還應該在此特彆提齣。首先是NRL的Frank Bucholtz博士， 他在我們分析和理解模擬光子鏈路的過程中給齣瞭重要見解。雖然我們在書中已經引用瞭他的工作， 但是他對於我們的進步所做齣的貢獻其實遠超過瞭那些。美國海軍學院物理係的Nicholas Frigo教授幫助我們完成瞭書中有關偏振效應的章節。NRL的 Carl Villarruel先生（已退休）曾花費瞭無數時間與我們討論瞭微波光子學的技術細節， 尤其在關於光縴效應的領域。美國空軍研究實驗室的Preeetpual Devgan博士對屬於調製格式的重要概念進行瞭仿真。雷神公司的Andrew Kowalevicz博士激發瞭我們關於不同媒質中光場的有用觀點。NRL的Marcel Pruessner博士在微波光子矽基集成的應用領域為我們提供瞭重要的反饋意見。美國陸軍研究實驗室的Olukayode Okysaga博士在光電振蕩器專題方麵為我們提供瞭重要的見解。美國空間與海軍武器係統司令部的Bill Jacobs先生在微波光子應用和專業職責方麵為我們提供瞭不同觀點。我們還要感謝約翰?霍普金斯應用物理實驗室的小Thomas Clark博士在關於多倍頻毫米波光子學和信號處理方麵與我們一起討論。最後， 我們還希望對所有我們指導過的十分要求上進的學生， 以及所有那些我們曾教導過的人們， 是他們給瞭我們傳承自己知識給他人的機會。在指導他們的過程中， 我們深刻地意識到： 直到我們能夠將知識傳授給彆人的時候， 我們纔算是真正獲得瞭對這些知識的理解， 而關於這一點我們在撰寫本書的過程中曾有韆百次的體會。
　　除瞭上麵提到的對專業領域工作者的感謝， 還要那些對我們影響深遠的人。如果沒有我們的父母和傢人的支持， 這本書也是不可能完成的。我們的妻子和孩子們在我們完成本書的過程中也給予瞭大量的支持和讓步。我們永遠感謝我們的父母： Vincent Urick Sr.、 Susanne Urick、 Dwight McKinney、 Deborah McKinney 和 Gertrude Williams， 是他們培育瞭我們的智力與好奇心， 並給我們灌輸著職業道德， 這些都是我們能夠完成本書所必需的品質。Paul Urick, 一位年長的來自賓夕法尼亞州的農民， 和一位曾經於1944年在奧馬哈海灘幸存的好心人Norman Zlotorzynski, 總是在我們最需要的時候給予我們靈感。這兩位在本書的寫作過程中都去世瞭， 不然他們也應該希望看到我們這本完成的著作。

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