| Урик В.Дж.(мл.) Основы микроволновой фотоники: пер. с англ. / В. Дж.Урик-мл., Дж.Д.МакКинни, К.Дж.Вилльямс. - М.: Техносфера, 2016. - 375 с. - (Мир фотоники; XX-1).
ШИФР ОТДЕЛЕНИЯ ГПНТБ СО РАН З 85-У697
| |
Предисловие к русскому изданию .................................. 9
Предисловие .................................................... 14
Благодарности .................................................. 15
Список сокращений .............................................. 16
Глава 1. Введение .............................................. 19
1.1 Технологические достижения и преимущества,
способствующие развитию волоконно-оптических линий ........ 23
1.2 Сравнение аналоговых и цифровых волоконно-оптических
линий ..................................................... 28
1.3 Принципиальные волоконно-оптические компоненты ............ 32
1.4 Аналоговые линии передачи в составе радиочастотных
систем .................................................... 39
Литература ..................................................... 40
Глава 2. Показатели эффективности аналоговых систем передачи ... 44
2.1 Матрица рассеяния ......................................... 44
2.2 Коэффициент шума .......................................... 46
2.3 Динамический диапазон ..................................... 48
2.3.1 Динамический диапазон по компрессии усиления ....... 48
2.3.2 Динамический диапазон по помехам ................... 51
2.4 Каскадный анализ .......................................... 58
Литература ..................................................... 59
Глава 3. Источники шума в волоконно-оптических линиях .......... 61
3.1 Базовые понятия ........................................... 61
3.2 Тепловой шум .............................................. 64
3.3 Дробовой шум .............................................. 69
3.4 Лазеры .................................................... 73
3.5 Оптические усилители ...................................... 87
3.5.1 Эрбиевые волоконные усилители ...................... 88
3.5.2 Рамановский и бриллюэновский волоконные усилители .. 97
3.5.3 Полупроводниковые оптические усилители ............ 100
3.6 Фотодетектирование ....................................... 101
Литература .................................................... 104
Глава 4. Искажения в волоконно-оптических линиях .............. 109
4.1 Введение ................................................. 109
4.2 Искажения в процессе электрооптического преобразования ... 113
4.3 Искажения в оптическом усилителе ......................... 117
4.4 Искажения в фотодетекторе ................................ 120
4.4.1 Схемы измерения искажений фотодетектора ........... 122
4.4.2 Нелинейные механизмы фотодетектора ................ 125
Литература .................................................... 138
Глава 5. Эффекты распространения .............................. 142
5.1 Введение ................................................. 142
5.2 Двойное рэлеевское рассеяние ............................. 143
5.3 Фаза РЧ-сигнала в волоконно-оптических линиях ............ 145
5.4 Хроматическая дисперсия .................................. 147
5.5 Вынужденное бриллюэновское рассеяние ..................... 155
5.6 Вынужденное рамановское рассеяние ........................ 159
5.7 Фазовая кросс-модуляция .................................. 162
5.8 Четырехволновое смешение ................................. 165
5.9 Поляризационные эффекты .................................. 167
Литература .................................................... 170
Глава 6. Внешняя модуляция по интенсивности с прямым
детектированием ............................................... 175
6.1 Принципы построения линий передачи с внешней модуляцией .. 175
6.2 Передача сигнала и коэффициент усиления .................. 178
6.3 Шум и показатели качества ................................ 191
6.3.1 Основные уравнения ................................ 191
6.3.2 Уравнения, учитывающие предел по дробовому шуму ... 198
6.3.3 Уравнения, учитывающие предел по RIN .............. 200
6.3.4 Анализ методом компромиссных решений .............. 202
6.4 Проблемы и решения для фотодетектора ..................... 203
6.5 Методы линеаризации ...................................... 210
6.6 Эффекты распространения .................................. 213
Литература .................................................... 217
Глава 7. Внешняя фазовая модуляция с интерферометрическим
детектированием ............................................... 220
7.1 Введение ................................................. 220
7.2 Передача и усиление сигналов ............................. 221
7.3 Шумы и динамический диапазон ............................. 230
7.4 Методы линеаризации ...................................... 236
7.5 Влияние распространения .................................. 239
7.6 Другие схемы оптической фазовой демодуляции .............. 243
Литература .................................................... 246
Глава 8. Другие методы аналоговой оптической модуляции ........ 249
8.1 Непосредственная модуляция лазерного излучения ........... 250
8.1.1 Непосредственная модуляция по интенсивности ....... 250
8.1.2 Непосредственная частотная модуляция .............. 254
8.2 Модуляция с подавленной несущей в ММЦ, работающем в
низкой точке смещения .................................... 255
8.3 Однополосная модуляция ................................... 261
8.4 Дискретизированные аналоговые оптические линии ........... 262
8.4.1 Понижающее преобразование ВЧ-сигнала при помощи
дискретизированных аналоговых оптических линий .... 264
8.4.2 Ослабление вынужденного бриллюэновского
рассеяния с помощью дискретизированных линий ...... 267
8.5 Поляризационная модуляция ................................ 270
Литература .................................................... 273
Глава 9. Мощные фотодетекторы ................................. 278
9.1 Компрессия сигналов в фотодетекторах ..................... 278
9.2 Влияние конечного последовательного сопротивления ........ 281
9.3 Тепловые ограничения ..................................... 284
9.4 Эффекты пространственного заряда ......................... 288
9.5 Эффективность преобразования мощности в фотодетекторе .... 293
9.6 Современное состояние мощных фотодетекторов .............. 298
Литература .................................................... 299
Глава 10. Применение и тенденции развития ..................... 302
10.1 Линии передачи типа «точка-точка» ........................ 302
10.2 Аналоговые волоконно-оптические линии задержки ........... 311
10.3 Фотонная обработка ВЧ-сигналов ........................... 314
10.3.1 Широкополосное формирование каналов ............... 315
10.3.2 Измерение мгновенной частоты ...................... 317
10.3.3 Понижающее преобразование частоты ................. 318
10.3.4 Диаграммообразование в АФАР ....................... 320
10.4 Фотонные методы генерации радиосигналов .................. 321
10.5 Фотоника миллиметрового диапазона ........................ 327
10.6 Интегральная микроволновая фотоника ...................... 330
Литература .................................................... 335
Приложение 1. Единицы и физические постоянные ................. 349
Преобразование единиц ...................................... 351
Величины, выраженные в логарифмических единицах ............ 352
Приложение 2. Электромагнитное излучение ...................... 353
Приложение 3. Синусоидальные мощность, напряжение и ток ....... 356
Приложение 4. Тригонометрические функции ...................... 357
П4.1. Разложение в ряд Тейлора ............................. 357
П4.2. Тангенс и обратные функции ........................... 357
П4.3. Формулы фазового сдвига .............................. 357
П4.4. Соотношения квадратов и кубов ........................ 357
П4.5. Формулы сумм углов ................................... 358
П4.6. Формулы двойных углов ................................ 358
П4.7. Формулы сложения и вычитания ......................... 358
П4.8. Формулы произведения ................................. 358
П4.9. Формула Эйлера ....................................... 358
Приложение 5. Преобразования Фурье ............................ 359
П5.1. Свойства преобразования Фурье (FT) ................... 359
Приложение 6. Функции Бесселя ................................. 360
П6.1. Свойства ............................................. 360
П6.2. Формулы рекуррентности ............................... 360
П6.3. Образующая функция ................................... 360
П6.4. Ряд Якоби ............................................ 361
П6.5. Ряд Ангера ........................................... 361
П6.6. Разложение Якоби - Ангера ............................ 361
П6.7. Аргументы ............................................ 361
П6.8. Локальные максимумы и минимумы ....................... 361
Предметный указатель .......................................... 362
Монографии и учебные пособия отечественных авторов и
переведенные на русский язык книги, связанные с
микроволновой фотоникой, для дальнейшего изучения ............. 367
Публикации Wiley по микроволновой и оптической технологиям .... 369
Послесловие ................................................... 374
|
Данное издание представляет собой фундаментальное последовательное описание физических основ исследований и разработок в области компонентной базы и оборудования радиофотонных систем. В частности, в 10 главах книги профессионально освещены следующие темы: сравнение с цифровыми волоконно-оптическими линиями, основная компонентная база, ключевые технические показатели, источники шумов и искажений, влияние волоконно-оптического тракта передачи сигналов, способы модуляции и демодуляции, применение в телекоммуникационных волоконно-оптических системах и локационных радиосистемах СВЧ-диапазона. Отдельная глава посвящена еще слабо изученным вопросам разработки мощных высоколинейных фотодетекторов. Помимо основных глав книга включает шесть приложений, облегчающих понимание использованного математического аппарата. Важной методической особенностью книги является согласованное изложение методов, принципов и подходов, изученных еще в прошлом столетии и введенных в последние 2-3 года.
Книга предназначена главным образом для студентов высшей школы и аспирантов, обучающихся по направлению «Фотоника», но также может быть полезна для преподавательского состава, для разработчиков аппаратуры в рамках этого только развивающегося в России направления науки и техники, а также для научных и технических специалистов в смежных областях. целом. |
|