光纤光学试题-期中
光纤光学自测题Word版
试题中所用常数取：已知c=3×108m/s一．选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个或多个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。
答案选错或未选全者，该题不得分。
每小题2分，共16分）1．光纤通信的三个工作窗口中，对于常规光纤，最低损耗窗口是______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μm D1.55μm2．常规单模光纤的三个工作窗口是_______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm3．光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是_______A 弯曲损耗B OH—吸收C 过度金属离子吸收 D 瑞利散射4．数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的?________A NA越大，光纤的收光能力越大B NA越大，光纤的收光角越大C NA越大，光源与光纤的耦合效益越高D NA越大，多模光纤的模式色散越小5．有关光纤的色散曲线，下列哪一个命题是错误的______A 一个模式都有自己对应的截止频率B 光纤归一化频率V越大，光纤中存在的模式越少C HE11模是唯一不能截止的模式D 紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模6．单模光纤不存在以下哪几种色散?______A 模式色散B 材料色散C 波导色散D 偏振模色散7．谱宽为4nm的光脉冲，在某单模光纤中传输50km后，脉冲在时域上展宽3000ps，该光纤总色散系数为多少？______A 60ps/nm. km dBmB 15 ps/nm. kmC 750 ps/nm. kmD 2800 ps/nm. km8．某阶跃多模光纤纤芯与包层折射率分别为n1=1.6，n2=1.584，该光纤每公里因模式色散所引起的最大时延差Δτm为多少ns/km？_______A 68B 40C 53.3D 239．某阶跃多模光纤，纤芯折射率n1=1.5，相对折射率差Δ=0.01，工作波长λ0=0.85μm，芯径2a=50μm，该光纤中模数量M为多少？________A 768B 400C 532 D12310．相干光波必须满足的条件包括______A 相干光波的频率必须相同B 相干光波的相位差必须恒定C 相干光波的振动方向必须一致四．计算题（要求写出主要计算步骤及结果。
光纤光学往年试题及参考答案
光纤光学（往年考题仅供参考）填空：三个载波波长多模光纤LED光源单多并存LD单模掺铒激光器单，多模光纤区别单模光纤传输一种模式，纤芯直径小，芯皮折射率差小；多模光纤传输多种模式，纤芯直径大，芯皮折射率差大单根光纤结构纤芯、包层、保护层完美条件下光纤材料损耗下限由哪两部分组成瑞利散射和本征吸收波长色散由什么叠加，与什么成正比是波导色散和材料色散的叠加，与光源谱宽成正比光纤与光源耦合的两者匹配参量光纤：芯径，数值孔径，截止波长，偏振特性光源：发光面积，光束发散角，光谱特性，输出功率，偏振特性光纤固定连接技术三环节1.端面的制备；2.光纤的对准调节；3.光纤接头固定光纤隔离器与相位调制器运用的效应光纤隔离器：法拉第效应；相位调制器：kerr效应掺杂光纤激光器掺杂元素对应波长Nd：，，Er：其中和为三能级系统，和为四能级系统多模光纤连接损耗轴偏离（横向）两光纤端面之间的间隙（纵向）两光纤轴之间的倾斜（角向偏移）光纤端面不完整性（弯曲和倾斜）光纤种类不同（芯径和折射率不同）光纤光栅概念光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，在纤芯内形成空间相位光栅，器作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜名词解释：基模模场半径基模场振幅衰减到最大值1/e 处场分布半宽度光孤子满足光纤非线性薛定谔方程的一种孤立波解，这种解表示光脉冲在光纤中传输时的形状、幅度和速度都不变光纤的损耗光纤损耗大致分为具有的固有损耗和光纤制造后由使用条件造成的附加损耗。
具体来说，固有损耗指因光纤制造和光纤材料引起的光纤传输损耗；附加损耗包括光纤使用过程中的弯曲，以及构成光纤系统时因光纤耦合而产生的损耗。
问答：半导体激光器与单模光纤直接耦合效率低的原因如何提高LD 发出的光在空间是窄长条，长约几十微米，宽约零点几微米，其远场图是一个细长的椭圆。
对此，对于多模光纤其芯径大，能接收，但其角分布只有十几度，而LD 光的发散角在x 方向约5~6o ，在y 方向约40~60o ，光纤接收不进去，即为困难所在。
光纤光学复习题答案
光纤光学复习题答案1. 光纤光学中，光信号在光纤中传输的基本原理是什么？答案：光信号在光纤中传输的基本原理是全内反射。
当光信号从光纤的中心轴向侧面传播时，由于光纤的折射率分布特性，光线会在光纤的内壁上发生全内反射，从而使得光信号能够在光纤内沿轴向方向传播。
2. 光纤的折射率分布有哪些类型？答案：光纤的折射率分布主要有三种类型：阶跃型、梯度型和W型。
阶跃型光纤的折射率在纤芯和包层之间有一个突变；梯度型光纤的折射率从纤芯到包层逐渐变化；W型光纤的折射率分布则呈现出W形状，即在纤芯和包层之间有多个折射率变化区域。
3. 光纤通信中，单模光纤和多模光纤的区别是什么？答案：单模光纤和多模光纤的主要区别在于它们传输光信号的模式数量。
单模光纤只能传输一个模式的光信号，而多模光纤可以传输多个模式的光信号。
单模光纤具有较高的带宽和较低的色散，适用于长距离传输；多模光纤则适用于短距离传输，成本较低。
4. 光纤通信中，色散是如何产生的？答案：光纤通信中的色散主要是由于光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，导致不同波长的光信号在光纤中传播速度不同，从而产生时间延迟，这种现象称为色散。
色散可以分为材料色散和波导色散，材料色散与光纤材料的折射率特性有关，波导色散与光纤的几何结构有关。
5. 光纤通信中，衰减是如何产生的？答案：光纤通信中的衰减主要是由于光纤材料的吸收和散射造成的。
吸收衰减是由于光纤材料对光信号的能量吸收，导致光信号强度减弱；散射衰减是由于光信号在光纤内部的散射作用，使得光信号的能量分散，导致光信号强度降低。
此外，光纤的弯曲、连接和接头也会引起额外的衰减。
6. 光纤通信系统中，常用的光纤连接器有哪些？答案：光纤通信系统中常用的光纤连接器包括FC、SC、ST、LC、MU和MPO等类型。
FC连接器采用螺纹连接，具有较好的连接稳定性；SC连接器采用卡槽式连接，安装方便；ST连接器采用卡口式连接，操作简便；LC连接器体积较小，适用于高密度连接；MU连接器适用于微型光纤；MPO连接器则适用于多芯光纤的连接。
光纤考试题
一、填空题(每小题1分，共10分)1.光纤按照折射率分类可分为___________和___________ 。
2.单模阶跃光纤的传输条件是___________。
3.光纤色散系数的用___________来表示，它的单位是___________。
4.发光二极管与激光器的主要区别是在其内部没有___________。
5.异质结激光器是通过加异质材料，从而对载流子和___________两个方面进行限制，降低了阈值电流。
6.在半导体激光器中P—I曲线中，当驱动电流I小于阈值电流It时，激光器发出的是___________。
7.入射到光检测器的光功率为1nW，光波长为1.3μm，每秒到达光检测器的光子数为___________。
8.光隔离器是___________的器件。
9.在SDH帧结构中AU指针处于帧结构左侧1—9N列第___________行的区域中。
10. EDFA在光纤通信系统中主要的应用形式主要有作前置放大器使用、作功率放大器使用和作___________使用。
二、单项选择题（每小题2分，共10分）1.光纤相对折射指数差的定义为( )A.Δ=n1－n2B.Δ=n2－n1C.Δ=(n21－n22)/2n21D.Δ=(n21－n22)/n212.阶跃型光纤中，某种模式截止时的归一化频率为Vc，则这种模式形成导模的传输条件为( )A.V<VcB.V>2.405C.V>VcD.V>03.随着激光器温度的上升，其输出光功率会( )A.减少B.增大C.保持不变D.先逐渐增大，后逐渐减少4.在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( )A.作前置放大器使用B.作后置放大器使用C.作功率放大器使用D.作光中继器使用5.光接收机中，雪崩光电二极管引入的噪声为( )A.光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声B.量子噪声、雪崩管倍增噪声、光接收机的电路噪声C.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、光接收机的电路噪声D.量子噪声、光电检测器的暗电流噪声、雪崩管倍增噪声三、计算题(每小题15分，共30分)1.已知阶跃型光纤，纤芯的折射率1.5，相对折射指数差为0.02，纤芯半径为2μm ，当工作波长为1.31μm 时，计算光纤的归一化频率。
《光纤光学》考试试卷
《光纤光学》考试试卷第一部分：选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 光纤光学中指标超出空气的光速的物质称为：A. 折射率B. 显色体C. 空气D. 芯层2. 光纤中传播模式的个数是：A. 1B. 2C. 3D. 43. 光纤通信中，哪种光纤主要用于跨越短距离和家庭网络连接？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 填充光纤D. 双奈米光纤4. 光纤通信中功率损失的主要原因是：A. 摆动噪声B. 衍射C. 离子杂质D. 光纤延长5. 在单模光纤中，光的彗星角越小，损失就越小。
A. 对B. 错6. 光纤激光器的放大介质是：A. 气体B. 稀土离子掺杂的固体C. 半导体D. 液体7. 光纤中，信号传播的速度是：A. 不变的B. 随频率增加而变快C. 随频率增加而变慢D. 频率无关的8. 常用的光纤连接方式有：A. 片式B. PC（Physical Contact）C. UPC（Ultra Physical Contact）D. APC（Angled Physical Contact）E. 所有上述9. 多模光纤中，相位匹配特性指的是：A. 在所有波长下的色散相等B. 可调谐激光器中心波长与激光滤波器的带宽相等C. 所有波长下损失相等D. 所有波长下光速相等10. 折射率的大小和介质有关，而和波长无关。
A. 对B. 错第二部分：填空题（每空 2 分，共 20 分）1. 光的折射定律公式是：n1 _____θ1 = n2 _____θ22. 光纤光学技术主要包括三个方面：_______、________和________。
3. 单模光纤的芯层直径通常在_________um范围内。
4. 在光纤通信系统中，功率衰减的主要原因是信号在光纤里传输时______损耗、_______和_______损耗。
5. 放大器是光纤通信中常用的一种器件，光纤激光器的放大介质是__（填空）___。
第三部分：计算题（每题 10 分，共 20 分）1. 一条单模光纤的芯层直径约为10μm。
光纤光学_刘德明_客观题5
说明试题中所用常数取：已知c=3×108m/s一．选择题（下列各题四个备选答案中只有一个正确答案，请将其代号写在题干前面的括号内。
每小题1分，共10分）1．下列哪个不是光纤通信的工作窗口______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm2．与IM-DD系统相比,下列哪个不是相干光通信的优点_______A 可使用多种调制技术B 光接收机灵敏度高，中继距离长C 可充分利用光纤的低损耗波谱,增加通信容量D 对光载波的相干性要求高3．发展中的第四代光通信是指_______A 短波长光通信B 长波长1.31μm的多模光纤和单模光纤通信系统C 长波长1.55μm单模光纤通信D 相干光通信4．一张普通纸的厚度是0.003cm,与直径为50μm的圆柱光纤比较，前者是后者的________A 0.06倍B 0.6倍C 6倍D 60倍5．在光纤通信三个窗口中,对于常规光纤，零色散窗口是______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm6．数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的______A NA越大,光纤的收光能力越大B NA越大,光纤的收光角越大C NA越大，光源与光纤的耦合效率越高D NA越大,多模光纤的模式色散越小7．有关光纤的色散曲线，下列哪个命题是错误的______A 一个模式都有自己对应的截止频率B 光纤归一化频率越大,光纤中存在的模式越少C HE11模是唯一不能截止的模式D 紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模8．某单模光纤损耗系数为0.3dB/km，入纤功率为3dBm，传输10km后，输出功率为_______A 2.7dBm B- C 1.3dBm D 0dBm9．光纤的宽带与传输码流脉冲展宽之间的关系是：________A 脉冲展宽越宽，光纤带宽越宽B 脉冲展宽越宽，光纤带宽越窄C 脉冲展宽与光纤带宽没有关系D 光纤带宽随脉冲展宽增大先变大后变小10．光纤线路富余度一般取值为______A 0.5dBB 1dBC 1.5dBD 10dB。
光纤试题1
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.不宜在光纤中传输的码型为( )A.CMI码B.HDB3码C.5B6B码D.8B1H码2.已知某Si-PIN光电二极管的响应度R0=0.5 A/W，一个光子的能量为2.24×10-19 J，电子电荷量为1.6×10-19 C，则该光电二极管的量子效率为( )A.40%B.50%C.60%D.70%3.STM-4一帧中总的列数为( )A.261B.270C.261×4D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足( )A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为( )A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm•kmD.nm/ps•km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达( )A.20 dBB.30 dBC.40 dBD.60 dB7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会( )A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少8.在阶跃型(弱导波)光纤中，导波的基模为( )A.LP00B.LP01C.LP11D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为( )A.λ0≥λCB.λ0<λ CC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm10.EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是( )A.使光信号放大并再生B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
11.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形式分为三类：一为________波;二为TE波;三为TM波。
光纤光学_刘德明_主观题3
说明试题中所用常数取：已知c=3×108m/s
一．简答题（回答要点，并简明扼要作解释。
每小题8分，共32分）
1、什么是光的全反射现象？
2、光在光纤中是怎样传播的？
3、什么是光纤中的传输模式？
4、光纤具有哪些参数？
5、140Mb/s单模光纤通信系统的线路为5B6B码，工作于1.31μm，光源线宽5nm，光纤色散系数3ps/km.nm，试计算其最大中继距离。
6、光纤通信系统的发射光功率为0.1mw，工作速率为100Mb/s，工作于1.31μm，光纤损耗系数为1dB/km，光纤两端的连接器损耗各为1dB，光纤每隔2km的接合损耗为0.2dB，接收机灵敏度为100nw。
试计算其最大传输距离。
7、为什么（9.1）式不能简单地用来描述多模光纤中的衰减？
8、什么是多模光纤的稳态损耗系数？试写出它的表示式，和它成立条件。
9、什么是光合波器、光分波器？
10、光时域反射计中为什么要进行平均化处理？。
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一、选择题
1 下面关于光纤分类的描述错误的是：（）
A、按传输的偏振特性分类可以分为非保偏光纤和保偏光纤；
B、按光纤材料分类可分为石英、塑料和红外光纤；
C、按光纤折射率分布分类可以分为单模光纤和多模光纤
D、按光纤用途分类可分为普通光纤和特种光纤。
2 光纤中关于模式论述正确的是：（）
A、光纤中存在TEM、TE、TM以及混杂模；
B、不同模式对应的光波频率不一样
c、不同的模式可有相同的本征值；
d、光纤单模传输条件是Vc<2.405；
3 下列说法正确的是：（）
A、若光纤的截止波长1350
c nm
λ=，则波长为1310nm的光可以在光纤中实现单模传输。
B、SIOF中基模截止时对应的归一化频率为2.405；
C、光纤的芯径增大光纤支持的模式数增多
D、光纤中传输的模式之间具有正交性
4 下列说法正确的是：（）
A、每个
lm
LP模都具有四重简并；
B、V=4时SIOF中传输的导模总数是8 ；
C、
0m
LP模的中心一定为亮斑；
D、偏斜光线的数值孔径小于子午光线；
5 下面关于光线传输理论正确的是：（）
A、倾斜光线行进中始终不会与纤轴相交；
B、阶跃折射率光纤可用于传输图像；
C、GIOF的传输带宽小于SIOF；
D、存在一种折射率分布能够使得各种不同的光线都能会聚起来
6 下面关于GIOF的描述错误的是：（）
A、GIOF光纤端面不同的位置数值孔径不同，纤轴处数值孔径最大；
B、GIOF中导模对应分立的本征值，辐射模对应连续的本征值；
C、GIOF中只有平方率分布的光纤的光场具有解析解；
D、GIOF中折射率不同会导致光场的振幅与相位剧烈变化；
7 下列说法中错误的是：（）
A、子午光线在光纤端面投影线为过圆心的直线；
B 三角折射率分布光纤，g=1,V=12则其支持传输的模式总数近似为24；
C、平方率分布光纤的场解是高斯函数；
D 、LP 11模式对应的精确模式有三个。
8 下列说法错误的是（）
A 、场的归一化传播常数b 的取值范围是01b ≤≤；
B 、在弱导波导的特征方程中,W 是导模的径向归一化衰减常数；
C 、0W →时导模截止，W →∞时导模远离截止；
D 、U 值反映了导模在芯区驻波场的横向振荡频率。
9 某一模式的归一化截止频率为Vc ，该模式被截止，则此时光纤的归一化频
率V 应满足的条件是：（）
A 、V ＞Vc ；
B 、V ＜Vc ；
C 、V ＝Vc ；
D 、V ≥2.405。
10 主模式号为16的模群中所含的模式总数为：（）
A 、16；
B 、24；
C 、30；
D 、32．
二、画出LP 4,5的导模场分布图，并进行解释说明。
三、已知某阶跃折射率光纤的纤芯/包层折射率为n 1/n 2=1.463/1.460，纤芯直径为2a =22μm ，波长为λ=1.55μm 的光在其中传输。
（1）计算对应该波长的归一化频率V ；（2）请问该波长的光能在此光纤中激励几个线偏振模式？（3）列出这些线偏振模式及相应精确模式的名称。