光电子统计学及光谱与光通讯应用PDF电子书下载

第一章 引言 1

第一部分 关于统计数学方面的预备知识 5

第二章 随机变量及随机过程的统计描述 5

2.1随机变量的统计描述 6

2.1.1概率分布（PD） 6

2.1.2随机变量矩 6

2.1.3随机变量矩母函数（mgf） 8

2.1.4某些标准随机变量 13

2.1.5随机变量变换 13

2.2一组随机变量的统计描述 13

2.2.1概率分布 13

2.2.2矩量和相关性 14

2.2.3矩母函数 16

2.2.4举例：一组联合高斯随机变量 17

2.2.5随机变量的变换 18

2.3.1复随机变量（CRV） 20

2.3.2圆对称复随机变量 20

2.3复随机变量的统计描述 20

2.3.3圆对称的高斯复随机变量 22

2.3.4一组复随机变量 23

2.4随机过程的统计描述 25

2.4.1定义 25

2.4.2随机过程的随机谱、平稳随机过程的功率谱 27

2.4.3高斯过程 29

2.4.4用Karhunen-Loève展开式的系数来描述的随机过程 30

2.4.5用微分方程描述随机过程 34

2.5复随机过程 38

2.5.1定义 38

2.5.2复随机过程的Karhunen-Loève展开式 40

2.6带通随机过程的复数表示法 41

2.6.1实带通信号的复数表示法 41

2.6.2实带通随机过程的复数表示法 43

2.6.3平稳实带通随机过程的复数表示法 45

2.6.4具有平稳正交分量的过程准平稳过程 48

2.6.6带通随机过程复数包络的Karhunen-Loève表达式 49

2.6.5高斯带通随机过程的复数表示法 49

2.7对某些估计原则及检测理论的简评 51

2.7.1检验假设最大似然（ML）方案 51

2.7.2参数的估计 53

第三章 点过程 56

3.1一维点过程 56

3.2发生时间的统计特性 58

3.2.1多重联合概率密度 59

3.2.2前向再发时间的联合概率密度 59

3.2偶然事件间隔的联合概率密度 60

3.2.4在闭区间内事件数目及其出现瞬间的联合概率密度 61

3.2.5母函数 62

3.3计数统计特性 62

3.4泊松过程 64

3.4.1定义 64

3.4.2时间统计特性 65

3.4.3计数统计特性 67

3.5.2计数统计学 71

3.5双重随机泊松点过程（DSP.PP） 71

3.5.1定义 71

3.5.3时间统计特性 76

3.6附录：泊松变换 78

3.6.1定义和性质 78

3.6.2泊松变换的反演 81

第二部分 理论 84

第四章 光场：一种随机矢量场或光相干性的经典理论 84

4.1光的经典统计描述 87

4.1.1电磁场的经典论述 87

4.1.2光的统计描述 91

4.1.3光在线性光学系统中传播的统计描述 101

4.2一些特殊光场模型的统计特性 112

4.2.1热偏振光 112

4.2.2部分热偏振光 118

4.2.3相干光和热光的偏振叠加 123

4.2.4相干光和部分热偏振光的混合 128

4.2.5准平稳高斯光 129

4.2.6热瞬变光 133

4.2.7激光的范·德尔·波尔（VanderPol）非线性振荡器经典模型 134

4.2.8光的少量无关模式之和 142

4.2.9相位起伏光（或漫射光） 150

第五章 光电子事件：一种双随机泊松过程或光电子统计理论 158

5.1光的光电检测 159

5.1.1光检测方程的半经典推导 159

5.1.2光电子与光子的关系 163

5.2某些特定光场的单重光电子统计法 164

5.2.1相干光 165

5.2.2热线性偏振光 165

5.2.3部分热偏振光 195

5.2.5相干光和热偏振光的混合 219

5.2.6准稳态高斯光 221

5.2.7瞬变热光 225

5.2.8用VanderPol振荡器模型描述激光 227

5.2.9受调光束 229

5.3多重光电子的统计特性 248

5.3.1热偏振光 249

5.3.2相干光和热偏振光的混合 267

5.4光检测器的非理想效应 270

5.4.1暗电流 270

5.4.2空载时间效应 271

5.4.3光电电流弛豫和光电倍增器增益起伏 278

第六章 光通信应用 283

第三部分应用 283

6.1光通信系统的分类 285

6.2光信号的估计．直接检测 287

6.2.1稳态光场强度的估计 288

6.2.2具有时变强度光信号的估算问题 297

6.3光信号的估计．外差检测 301

6.3.1相干时变光信号的估计．幅度调制、强度调制、频率调制和相位调制系统 301

6.3.2热背景中稳态热光信号强度的零差拍估计 307

6.4光信号的检测 311

6.4.1宽带热背景光情况下相干信号的检测 312

6.4.2掺杂有任意带宽热背景的相干信号的检测．检测器的任意面积 321

6.4.3掺杂热背景的起伏信号的检测 325

6.4.4有大气闪光时的检测 327

6.4.5外差检测 337

6.5根据光电子瞬时出现所得到的结论 340

6.5.1估值问题 340

6.5.2检测问题 346

6.6结束语 348

第七章 在光谱学中的应用 350

7.1根据光电子计数起伏的自相关测量来估计光谱 352

7.1.1自相关函数 352

7.1.2自相关函数的测定 356

7.1.3归一化自相关函数 360

7.1.4限幅相关函数 361

7.1.5补偿限幅 372

7.1.6随机限幅自相关函数 373

7.1.7缩尺自相关函数 375

7.1.8估计自相关函数的统计精度 377

7.1.9估计已知光谱形状的未知参量的精度 391

7.1.10总结 397

7.2根据概率分布的测量来估算光谱参量 398

7.2.1符合概率 399

7.2.2时间间隔概率．脉冲分离技术 400

7.2.3单个光电子计数概率 403

7.2.4联合光电子计数概率 407

7.2.5瞬间出现的实际光电子事件 408

7.3单个光电子衰变光谱学 409

7.3.1相干光 412

7.3.2光的相干影响 417

7.4空间光谱的估计（空间相干函数） 418

7.4.1数字互相关器 421

7.4.2统计精度 422

参考文献 426

中英名词索引 438