微波光子学基础

第1章 绪论 1

1.1 光纤光子链路的技术发展与优势 4

1.2 模拟与数字光纤链路 9

1.3 基本光纤光学器件 11

1.4 射频系统中的模拟链路 17

参考文献 18

第2章 模拟性能参数 23

2.1 散射矩阵 23

2.2 噪声系数 25

2.3 动态范围 26

2.3.1 压缩动态范围（CDR） 26

2.3.2 无杂散动态范围 29

2.4 级联系统的分析 35

参考文献 37

第3章 光纤链路中的噪声源 39

3.1 基本概念 39

3.2 热噪声 42

3.3 散粒噪声 46

3.4 激光器 50

3.5 光放大器 63

3.5.1 掺铒光纤光放大器 63

3.5.2 拉曼和布里渊光纤放大器 73

3.5.3 半导体光放大器 76

3.6 光电检测器 76

参考文献 79

第4章 光纤链路中的畸变 86

4.1 简介 86

4.2 电-光转换中的畸变 90

4.3 光放大器中的畸变 93

4.4 光电检测器中的畸变 96

4.4.1 光电检测器的畸变测量系统 98

4.4.2 光电检测器中的非线性机理 100

参考文献 112

第5章 光纤传播效应 117

5.1 简介 117

5.2 双重瑞利散射 118

5.3 光纤链路中的RF相位 119

5.4 色度色散 121

5.5 受激布里渊散射 128

5.6 受激拉曼散射 132

5.7 交叉相位调制 134

5.8 四波混频 138

5.9 偏振效应 139

参考文献 142

第6章 外强度调制与直接检测链路 149

6.1 基本概念与链路结构 149

6.2 信号的传输与增益 152

6.3 链路的噪声与性能参数 163

6.3.1 通用方程 164

6.3.2 散粒噪声限制条件下的方程 171

6.3.3 RIN限制条件下的方程 173

6.3.4 对于折中考虑的分析 175

6.4 与光电二极管相关的问题与解决方法 176

6.5 线性化技术 183

6.6 传播效应 186

参考文献 190

第7章 外相位调制与干涉仪检测链路 193

7.1 简介 193

7.2 链路的信号传输与增益 194

7.3 链路的噪声与性能参数 203

7.4 链路线性化技术 209

7.5 传播效应的影响 213

7.6 用于光相位调制信号的其他技术 216

参考文献 218

第8章 其他模拟光学调制方法 223

8.1 激光器的直接调制 223

8.1.1 直接强度调制 224

8.1.2 直接频率调制 227

8.2 基于MZM的载波抑制调制 229

8.3 单边带调制 234

8.4 采样模拟光子链路 235

8.4.1 基于采样模拟光子链路的RF下变频 237

8.4.2 用采样链路来缓解受激布里渊散射的影响 239

8.5 偏振调制 242

参考文献 245

第9章 大电流光电探测器 251

9.1 光电探测器的压缩效应 251

9.2 有限的串联电阻带来的影响 253

9.3 热负荷的限制 256

9.4 空间电荷效应 260

9.5 光电检测器的功率转换效率 264

9.6 大功率光电检测器的最新进展 269

参考文献 270

第10章 应用与发展趋势 274

10.1 点对点的链路应用 274

10.2 模拟光纤延迟线 281

10.3 基于光子学的射频信号处理 285

10.3.1 宽带信道化处理 285

10.3.2 瞬时频率测量 287

10.3.3 下变频 288

10.3.4 相控阵波束成形 290

10.4 基于光子学的RF信号产生 291

10.5 毫米波光子学 296

10.6 集成微波光子电路 299

参考文献 304

附录Ⅰ 单位与物理常数 321

附录Ⅱ 电磁辐射 325

附录Ⅲ 正弦信号的功率、电压和电流 327

附录Ⅳ 三角函数 328

附录Ⅴ 傅里叶变换公式 330

附录Ⅵ 贝塞尔函数 331