現(xiàn)代通信光電子學(xué)（第五版）

　　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(dòng)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(chǔ)，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(duì)人類社會(huì)和生活的各個(gè)方面產(chǎn)生了廣泛和深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)代通信光電子學(xué)也是處于發(fā)展中的光信號(hào)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(shí)。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(wèn)題。第9章和第12章討論光束的調(diào)制問(wèn)題。第10～11章是關(guān)于光探測(cè)及其噪聲的理論。本書對(duì)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(duì)理論的理解，為解決理論問(wèn)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(chǎng)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(duì)常用名詞的翻譯，按照1996年全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)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?？萍汲霭嫔纾?983.10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(kāi)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(duì)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(qǐng)廣大讀者批評(píng)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(guò)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(zhǎng)（他的名字我已經(jīng)忘了）在我們準(zhǔn)備奔赴戰(zhàn)場(chǎng)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(duì)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(shì)。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(duì)極化率（χ′（ν）和χ″（ν））的新的處理方法?？死箍死漳嵯＃↘ramersKroning）關(guān)系式的推導(dǎo)；5.大幅改動(dòng)了對(duì)于分布式反饋激光器的討論，包括對(duì)增益耦合激光器的處理；6.半導(dǎo)體激光器的動(dòng)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(duì)量子光學(xué)和量子噪聲的經(jīng)典處理，光學(xué)測(cè)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(duì)于本書內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)和相對(duì)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(shì)。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(zhǎng)波長(zhǎng)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(kāi)始取代傳統(tǒng)激光器用于高速長(zhǎng)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(duì)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(cè)量和紅外檢測(cè)；3.光纖放大器及其對(duì)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(dòng)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(duì)光纖通信系統(tǒng)的影響。本書依然是針對(duì)那些對(duì)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(guò)一年該領(lǐng)域的課程，并具有原子物理的基本入門知識(shí)。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(lái)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(lái)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(duì)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

　　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(guó)國(guó)家工程院和國(guó)家科學(xué)院院士，ORTEL公司的創(chuàng)始人之一和董事會(huì)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)。