光纤通信期末考试题及答案分析

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通信工程《光纤通信》期末考试试卷(含答案)

通信工程《光纤通信》期末考试试卷(含答案)

2010-2011 学年一学期《光纤通信》期末考试一、填空题(每空 1 分,共 20分)1、1966 年 7 月,英籍华人()博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。

2、光在光纤中传输是利用光的()原理。

装————3—、—数—值—孔—径——越—大—,—光纤接收光线的能力就越(),光纤与光源之间的耦合效率就越()。

4、目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们是:(0.85um )、(1.31um )、( 1.55um )。

5、光纤通信系统中最常用的光检测器有:()、()。

6、要使物质能对光进行放大,必须使物质中的()强于(),即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。

物质的这一种反常态的粒子数分布,称为粒子数的反转分布。

订7 、在多模光纤中,纤芯的半径越(),可传输的导波模数量就越多。

8、光缆由缆芯、()和外护层组成。

9、()是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。

10、按光纤传导模数量光纤可分为多模光纤和()。

11、PDH勺缺陷之一:在复用信号的帧结构中,由于()的数量很少,不能提供足够的运行、管理和维护功能,因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。

—线———1—2、——光—接—收—机—的——主—要—指—标有光接收机的动态范围和()。

13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的()。

14 、光纤的()是引起光纤带宽变窄的主要原因,而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。

15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一,产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和()。

二、选择题:(每小题 2分,共 20分。

1-7:单选题, 8-10:多选题)1、光纤通信是以( A )为载体,光纤为传输媒体的通信方式。

A、光波B、电信号C、微波D、卫星2、要使光纤导光必须使( B )A、纤芯折射率小于包层折射率B、纤芯折射率大于包层折射率C、纤芯折射率是渐变的D、纤芯折射率是均匀的3、( D )是把光信号变为电信号的器件A、激光器B、发光二极管C、光源D、光检测器4、CCITT 于( C )年接受了 SONET 概念,并重新命名为 SDH。

光纤通信 期末试卷-含答案

光纤通信 期末试卷-含答案

一、填空题(20分,每空1分)1. 目前,光纤通信系统存在的两种传输体制是、。

2. ITU-T正式推荐SDH光接口的统一码型为。

3. 公务呼叫的三种方式为:、、。

4. STM-N的帧结构由、、组成。

5. AU-PTR指针指的是VC-4的起点在AU-4中得具体位置,那么AU-PTR所指向的是字节。

6. ZXMP S320设备的SDH接口可实现STM-4接口速率、两个光口,由单板实现。

7. NCP板的三种工作状态分别为、、。

8. STM-1帧中有个B1字节,STM-N帧中有个B2字节,STM-N帧中有个J0字节。

9. 影响SDH传输网传输性能的主要传输损伤有、、。

二、单选题(20分,每题2分)1. 光纤通信的传输介质是()。

A 光波B 光纤C 光源D 光信号2. 对于STM-16的信号,RSOH监控的是()的传输性能。

A 欧洲系列B 北美系列C 北欧系列D 日本系列3. 当收端检测出AU-PTR为1023时,会产生()告警。

A LP-REIB TU-AISC AU-AISD AU-LOP4. 由STM-1信号复用成STM-N信号,复用的方法主要通过字节间插的同步复用方式来完成的,复用的基数是()。

A 1B 4C 16D 645. 误码字节包括B1、B2、B3和V5字节,其级别由高到低顺序为()。

A B1→B2→B3→V5B V5→B1→B2→B3C B3→B2→B1→V5D V5→B3→B2→B146. 网元正常工作时的时钟模式是()。

A 快捕方式B 跟踪方式C 保持方式D 自由震荡方式7. ZXMP S320设备中的OIB1D光板有()个光口。

A 1B 2C 3D 48. 自愈是指在网络发生故障时,无需人为干预,网络自动的在极短时间内,使业务自动从故障中恢复传输。

ITU-T规定的保护倒换时间为()以内。

A 10msB 20 msC 50msD 100ms9. 二纤双向复用段保护环中网元最多数目是()。

优选《光纤通信》期末考试试卷A 参考答案

优选《光纤通信》期末考试试卷A 参考答案

潍坊学院2009-2010学年第2学期期末考试《光纤通信基础》试卷(A卷)参考答案及评分标准一、单项选择题(每小题2分,共30分)1C、2B、3B、4D、5C、6A、7D、8C、9C、10D、11C、12D、13B、14C、15A二、填空题(每空1分,共20分)1、光作为载波2、1.31 um 1.55 um3、大4、自聚焦5、谐振腔6、受激辐射7、暗电流噪声 8、隔离度 9、动态范围 10、10-270 11、光纤放大器 12、量子效率13、不能14、分插复用器交叉连接设备 15、下降 16、1.48um 17、空分交换波分交换三、简答题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1、答:光纤通信系统主要由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成。

(2分)发射机的主要作用:是把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。

光纤线路把来自于光发射机的光信号,以尽可能小的崎变和衰减传输至接收机。

光接收机把从光纤线路输出的光信号还原为电信号。

(3分)2、答:光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗:(2分)吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的(1分)散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷引起的散射产生的(1分)光纤损耗使系统的传输距离受到限制,不利于长距离光纤通信。

(1分)3、答:在PN结界面上,由于电子和空穴的扩散运动,形成内部电场;内部电场使电子和空穴产生与扩散运动方向相反的漂移运动,最终使能带产生倾斜,在PN线路附近形成耗尽层。

(1分)当入射光照射PN结时,若光子能量大于带隙,便发生受激吸收,而形成光生电子—空穴对。

(1分)在耗尽层,由于内部电场的作用,电子向N区运动,空穴向P区运动,形成光生漂移电流。

在耗尽层两侧中性电场区,由热运动,部分光行电子和空穴通过扩散运动进入耗尽层,在电场的作用下,形成和漂移运动相同方向的光生扩散电流。

(2分)光生漂移电流分量和光生扩散电流分量的总和即为光生电流,当P层和N层连接的电路开路时,便在两端产生光生电动势,这种效应称为光电效应。

光纤通信期末考试题及答案

光纤通信期末考试题及答案

光纤通信期末考试题及答案一、填空题(每空1分,共30分)(1)写出光在真空的速度c、在介质中的速度v、和折射率n 之间的关系:v=c/n 。

(2)光由折射率为n的光密媒质向折射率为n的光疏媒质传播时(n> n),全2121反射临界角的正弦为sinθ= n2/n1 。

IC(3)光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是μm、和。

(4)在光纤通信中,中继距离受光纤损耗和色散的制约。

(5)色散的常用单位是ps/(km*nm) ,光纤的中文名称是标准单模光纤,它的0色散点在微米附近。

(6)光子的能量与其频率的关系为:E = hf 。

原子中电子因受P激辐射发生光跃迁时,这时感应光子与发射光子是一模一样的,是指发射光子和感应光子不仅__频率______ _相同、相位相同,而且偏振和传输方向都相同。

(7)光缆,是以一根或多根光纤或光纤束制成符合光学、机械和环境特性的结构,它由缆芯、护层和加强芯组成。

(8)光衰减器按其衰减量的变化方式不同分_____固定___ 衰减器和_可变_____ _衰减器两种。

(9)光纤通信的光中继器主要是补偿衰减的光信号和对畸变失真信号进行整形等,它的类型主要有光电型和全光型。

(10)光电检测器的噪声主要包括暗电流、量子、热噪声和放大器噪声等。

(11)光与物质作用时有受激吸收、自发辐射和受激辐射三个物理过程。

(12)WDM中通常在业务信息传输带外选用一特定波长作为监控波长,优先选用的波长为。

(13)SDH中,当具有一定频差的输入信息装入C-4时要经过码速调整,利用其中的调整控制比特来控制相应的调整机会比特是作为信息比特,还是填充比特。

(14)半导体激光器工作时温度会升高,这时会导致阈值电流升高,输出光功率会减小。

(15)WDM系统可以分为集成式系统和开放式系统两大类,其中开放式系统要求终端具有标准的光波长和满足长距离传输的光源。

(16)对于SDH的复用映射单元中的容器,我国采用了三种分别是:c-12 、C3和c-4 。

光纤通信期末考试题及参考答案分析

光纤通信期末考试题及参考答案分析

一、填空:1、1966年,在英国标准电信实验室工作的华裔科学家 ______ 首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质,为现代光纤通信奠定了理论基础。

2、光纤传输是以______ 作为信号载体,以_____ 作为传输媒质的传输方式。

3、光纤通常由____ 、_____和______ 三部分组成的。

4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为 _______ 和____ 。

5、光纤色散主要包括材料色散、、和偏振模色散。

6、光纤通信的最低损耗波长是零色散波长是。

7、数值孔径表示光纤的集光能力,其公式为。

8阶跃光纤的相对折射率差公式为________9、光纤通信中常用的低损耗窗口为______ 、1310 nm _____ 。

10、V是光纤中的重要结构参量,称为归一化频率,其定义式为。

11、模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式,称为基模或主模。

12、阶跃折射率光纤单模传输条件为: _____ 。

13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程,分别为______ 、____ 和受激吸收。

14、光纤通信中最常用的光源为__和 ________ 3—15、光调制可分为和两大类。

16、光纤通信中最常用的光电检测器是和。

17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和。

18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块,其标准速率为:______ 。

19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种:统计设计法和。

20、光纤通信是以_____ 为载频,以 _____ 为传输介质的通信方式。

21、光纤单模传输时,其归一化频率应小于等于 _____ 。

22. __________________________________________ 数值孔径表示光纤的集光能力,其公式为:_______________________________ 。

23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种______ 分布形式。

光纤通信原理考试题+参考答案

光纤通信原理考试题+参考答案

光纤通信原理考试题+参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是()。

A、光纤衰减B、光纤色散C、暗电流D、光接收机噪声正确答案:D2、常用的光纤通信短波长窗口是()nm。

A、850B、3520C、2360D、4680正确答案:A3、光纤的连接分为()。

A、固定连接B、熔连接C、固定连接和活动连接D、粘连接正确答案:C4、在光纤数字通信系统中,光发送机主要有输入接口,线路编码,( )、光源及其控制电路。

A、低速率B、复用器C、调制电路D、接口正确答案:C5、在激光器中,光的放大是通过()。

A、泵浦光源来实现B、外加直流来实现C、粒子数反转分布的激活物质来实现D、光学谐振腔来实现正确答案:C6、EDFA工作波长为( ),与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟,所以得到广泛应用。

A、144nmB、130nmC、1550nmD、150nm正确答案:C7、光缆中的GH指()。

A、设备光缆B、特殊光缆C、通信用海底光缆D、移动式光缆正确答案:C8、光纤的连接分为固定连接和()。

A、固定B、活动连接C、熔接D、粘接正确答案:B9、光缆形式分类代号GY表示()。

A、海底光缆B、特殊光缆C、通信用室外光缆D、室内光缆正确答案:C10、以下不是模拟光纤传输系统目前使用的主要调制方式是()。

A、模拟基带直接光强调制B、光强调制C、方波频率调制D、模拟间接光强调制正确答案:C11、G.652也称为色散非位移(),可以应用于1310nm波长和1550nm波长窗口的区域。

A、光中继B、光调制C、光衰减D、单模光纤正确答案:D12、纤芯的颜色按顺序分为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、()。

A、天蓝B、奶油白C、玫红色D、荧光色正确答案:A13、随着传输距离的增加,光功率强度逐渐减弱,光纤对光波产生衰减作用,称为()的损耗。

A、木头B、塑料C、光纤D、玻璃正确答案:C14、光缆一般由缆芯、加强件、( )三大部分组成。

光纤通信试卷参考答案

光纤通信试卷参考答案

1、光接收机灵敏度的测试,以竣工时的测试指标为准。

NRZ 码2、 FC /PC/APC 。

3、 作用:将电信号转换为光信号,并将光信号射入光纤。

LED 和LD.4、dBm 的含义是:表示绝对功率电平,计算公式为:10lg(电功率/1m w );dB 的含义是:表示相对功率电平,计算公式为:10lg(甲功率/乙功率 ) 。

5、合成/分离,6、光源是指:能发出一定范围波长的电磁波的物体称为光源 。

7、EDFA 称为:掺铒光纤放大器 ,其作用是对光信号进行放大 。

8、在LD 激光器的预置电路中,APC(Automatic Power Control)的含义是: 自动功率控制 。

9、在光纤通信中,常用的光电检测器是:PIN 光电二极管 和APD 雪崩光电二极管。

10、光衰减器的作用是:对光能量进行预期的衰减,使光能量减小 。

11、法兰盘1、分析PIN 光电二极管的工作原理。

(14分)答:PIN 光电二极管在PN 结中间设置掺杂浓度非常低的I 层,PN 结上有内建电场,当PN 结加上反向电压后,入射光主要在耗尽区被吸收。

在耗尽区产生光生载流子(电子空穴对),在耗尽区电场作用下,电子向N 区飘移,空穴向P 区飘移,产生光生电动势。

在远离PN 结的地方,因为没有电场的作用,电子空穴作扩散运动,产生扩散电流。

所以,PIN 光电二极管的灵敏度高,接通回路负载 R L 上有电流,于是将光信号转变为电信号,完成光电转换。

2、从原理分析:激光器(LD )产生激光的两个条件是什么?(6分) 答:一是光的放大作用,它要求电子数反转分布,要求具有正反馈的谐振腔; 二是要满足阈值条件,即光功率增益大于光功率衰减。

一、填空题:(每空1分,共20分)二、原理分析题:(共20分)5分)答:作用是:对光信号能量进行预期的衰减,使光能量减小。

使用场合:光通信系统的指标测量,短距离通信系统的信号衰减以及系统实验等。

2、在光纤通信工程实际中,如何测量光信号的强弱?请说明采用该仪表测试的具体步骤。

光纤通信试题及答案

光纤通信试题及答案

光纤通信试题及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 光纤通信中,光纤的传输介质是什么?A. 铜线B. 玻璃纤维C. 塑料D. 无线电波答案:B2. 下列哪个是光纤通信的优点?A. 传输距离短B. 抗干扰能力差C. 传输容量大D. 传输速度慢答案:C3. 光纤通信中,光信号的调制方式不包括以下哪一项?A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案:D4. 在光纤通信中,下列哪种光纤损耗最小?A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案:B5. 光纤通信系统中,光信号的接收设备是什么?A. 调制解调器B. 光端机C. 路由器D. 交换机答案:B二、多选题(每题3分,共15分)1. 光纤通信中,下列哪些因素会影响光纤的传输性能?A. 光纤的折射率B. 光纤的直径C. 光纤的弯曲度D. 光纤的材质答案:A, B, C, D2. 下列哪些是光纤通信系统的主要组成部分?A. 光纤B. 光端机C. 路由器D. 光放大器答案:A, B, D3. 光纤通信中,下列哪些是光信号的调制方式?A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案:A, B, C4. 在光纤通信中,下列哪些是光纤的类型?A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案:A, B, C5. 光纤通信中,下列哪些是光信号的传输特性?A. 高频带宽B. 低损耗C. 抗电磁干扰D. 传输距离远答案:A, B, C, D三、判断题(每题1分,共10分)1. 光纤通信的传输介质是铜线。

(错)2. 光纤通信的传输容量比传统的铜线通信大。

(对)3. 光纤通信中,光信号的调制方式包括调时。

(错)4. 单模光纤的损耗比多模光纤大。

(错)5. 光纤通信系统中,光信号的接收设备是调制解调器。

(错)6. 光纤的折射率不会影响光纤的传输性能。

(错)7. 光纤通信系统的主要组成部分包括光纤和光端机。

(对)8. 光纤通信中,光信号的调制方式只有调幅。

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光纤通信期末考试题及答案分析一、填空:1、1966年,在英国标准电信实验室工作的华裔科学家首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质,为现代光纤通信奠定了理论基础。

2、光纤传输是以作为信号载体,以作为传输媒质的传输方式。

3、光纤通常由、和三部分组成的。

4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为和。

5、光纤色散主要包括材料色散、、和偏振模色散。

6、光纤通信的最低损耗波长是,零色散波长是。

7、数值孔径表示光纤的集光能力,其公式为。

8、阶跃光纤的相对折射率差公式为9、光纤通信中常用的低损耗窗口为、1310nm、。

10、V是光纤中的重要结构参量,称为归一化频率,其定义式为。

11、模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式,称为基模或主模。

12、阶跃折射率光纤单模传输条件为:。

13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程,分别为、和受激吸收。

14、光纤通信中最常用的光源为和。

15、光调制可分为和两大类。

16、光纤通信中最常用的光电检测器是和。

17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和。

18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块,其标准速率为:。

19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种:统计设计法和。

20、光纤通信是以为载频,以为传输介质的通信方式。

21、光纤单模传输时,其归一化频率应小于等于。

22.数值孔径表示光纤的集光能力,其公式为:。

23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种分布形式。

24、传统的O/E/O式再生器具有3R功能,即在、和再生功能。

25、按射线理论,阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和两类。

26、光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和的影响,使得信号的幅度受到衰减;波形出现失真。

27、半导体材料的能级结构不是分立的单值能级,而是有一定宽度的带状结构,称为。

28、半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与方向一致,这有利于耗尽层的加宽。

29、采用渐变型光纤可以减小光纤中的色散。

30、SDH网中,为了便于网络的运行、管理等,在SDH帧结构中设置了。

31、SDH的STM-N是块状帧结构,有9行,列。

32、处于粒子数反转分布状态的工作物质称为。

33、EDFA的泵浦结构方式有:a、结构;b、结构;c、双向泵浦结构。

34、和动态范围是光接收机的两个重要特性指标。

5、随着激光器温度的上升,其输出光功率会。

36、目前,通信用光纤的纤芯和包层绝大多数是由材料构成的。

37、在阶跃型(弱导波)光纤中,导波的基模为。

38、根据光纤中的传输模式数量分类,光纤可分为和。

39、LD是一种阈值器件,它通过发射发光,而LED通过发射发光。

40、光纤色散主要包括、、材料色散和偏振模色散41.常见的光线路码型大体可以归纳为3类:扰码二进制、和插入型码。

42、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为。

43、允许单模传输的最小波长称为。

44、在1.3μm波段进行光放大通常用掺光纤放大器,1.55μm 波段通常用掺光纤放大器。

45、导模的传输常数的取值范围为:。

46、量子效率是用来衡量激光器的转换效率的高低,其主要分为内量子效率、和。

47、典型的光电瞬态响应有:光电延迟、和。

48、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和。

49、自愈环结构可以分为两大类:和。

50、一般来说,无电中继传输距离超过1000km的系统被称为长距离传输系统,超过2000km的被称为很长距离,超过3000km被称为超长距离传输系统。

51、系统容量和传输距离(无电中继)是衡量长距离WDM光传输系统性能的两个基本指标。

1、高锟2、激光光波光纤3、纤芯包层涂覆层4、阶跃折射率型渐变折射率型5、模式色散波导色散6、1.55μm 1.31μm7、2221n n NA-=8、121n n n-=?9、850nm1550nm10、222102n n aV-=λπ11、HE1112、405.2<v<p="">13、自发发射受激辐射14、半导体激光器发光二极管15、直接调制间接调制16、光电二极管雪崩光电二极管17、980nm18、155.520Mbit/s19、最坏值设计法20、光波光纤21、2.40522.2221n n NA-=23、电磁场24、再整形再定时25、斜射线26、色散27、能带28、内电场29、模式30、开销比特(或管理比特)31、270×N32、激活物质(或增益物质)33、同向泵浦反向泵浦34、灵敏度35、减少36、石英37、LP0138、多模光纤单模光纤39、受激自发40、模式色散波导色散41.字变换码42、光波分复用43、截止波长44、镨铒45、1020n k n k<<β46、外量子效率外微分量子效率47、张弛振荡自脉动48、980nm49、通道倒换环复用段倒换环50、2000300051、系统容量二、名词解释:1、瑞利散射2、色散位移光纤3、受激辐射4、直接调制和间接调制5、子午光线6、弱导波光纤7、阈值电流8、最坏值设计法参考答案1、瑞利散射是光纤材料的本征散射,它是由于光纤中折射率在微观上的随机起伏所引起。

石英光纤在加热拉制过程中,由于热骚动,使原子得到的压缩不均匀,这使物质的密度不均匀,进而使折射率不均匀,这种不均匀性在冷却的过程中被固定下来。

这种不均匀度与波长相比是小尺寸的,因此产生的散射称为瑞利散射。

2、一种将零色散移到波长1.55μm而该处损耗又最小的光纤。

3、处于高能级的电子,在受到外来能量为hf=(E2-E1)的光子激发的情况下,跃迁到低能级,从而发射出一个和激发光子相同的光子的过程称为受激幅射。

4、将激光器LD或发光二极管LED的驱动电流用叠加在偏置电流上的电信号进行调制,由此实现对LD或LED输出的光强度进行调制的方式称为直接调制。

使LD或LED在一定的驱动电流下输出固定强度的光,再通过光调制器使输出光的信息随电信号而变化,将这种调制方式成为间接调制。

5、处在一个子午面(包含光纤轴线的平面)内,经过光纤的轴线在周围边界面间作内部全反射的光纤。

6、纤芯折射率与包层折射率差极小的光纤。

7、当LD注入电流达到将产生激光时的电流值。

8、最坏值设计法是系统设计中最常用的方法,这种方法在设计再生段距离时,将所有参考值都按最坏值选取,而不管其统计分布如何。

三、简答题:1、光纤通信发展至今经历了哪些里程碑?2、应用于光纤通信系统的光源应该具备什么要求?3、由P-I曲线知,半导体激光器是阈值型器件,简述激光器随着注入电流的不同而经历的几个典型阶段。

4、光纤中产生损耗的主要因素是什么?光纤中有哪些损耗?5、简述雪崩光电二极管的工作原理。

参考答案1、(1)20世纪60年代初期,光纤通信发展史上迎来了第一个里程碑,世界上第一台相干振荡光源红白事激光器问世,给光通信带来了新的希望;(2)1966年华裔科学家C.K.Kao博士和G. A.Hockham,对光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文,1970年,美国康宁玻璃公司的Kapron博士等人研制出传输损耗仅为20dB/km的光纤,这是光纤通信发展历史上的一个里程碑。

(3)1985年,南安普顿大学的Mears等人制成了掺铒光纤放大器(EDFA)(4)1993年K.Hill等人提出了使用相位掩膜法制造光纤光栅,使得全光器件的研制和集成成为可能,光纤光栅、全光纤光子器件、平面波导器件及其集成的出现是光纤通信史上的又一个里程碑。

2、光纤通信系统均采用半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)作为光源。

这类光源具有尺寸小、耦合效率高、发射波长在光纤中低损耗传输,响应速度快、波长和尺寸与光纤适配,并且可在高速条件下直接调制等优点3、半导体激光器是一个阈值器件,它的工作状态随注入电流的不同而不同。

当注入电流较小时,有源区里不能实现粒子数反转,自发发射占主导地位,激光器发射普通的荧光,其工作状态类似于一般的发光二极管。

随着注入电流的加大,有源区里实现了粒子数反转,受激辐射占主导地位,但当注入电流小于阈值电流时,谐振腔里的增益还不足以克服损耗,不能在腔内建立起一定模式的振荡,激光器发射的仅仅是较强的荧光,这种状态称之为“超辐射”状态。

只有注入电流达到阈值以后,才能发射谱线尖锐。

模式明确的激光。

4、由于吸收和散射的原因使光纤发生损耗。

光纤中发生损耗的原因,有来自光纤本身的损耗,也有光纤与光源的耦合损耗以及光纤之间的连接损耗,如熔接损耗,弯曲损耗,端面损耗,光学损耗等。

光纤本身的损耗有吸收损耗(本征吸收、杂质吸收)和散射损耗(瑞利散射、结构缺陷散射)。

本征损耗是光纤基础材料固有的吸收,并不是杂质或者缺陷所引起的。

本征损耗特点是确定了某一种材料吸收损耗的下限,与波长有关。

5、当在光电二极管上加反向电压,使其耗尽区内的电场强度大于105V/cm时,光生载流子在强电场作用下高速通过耗尽区向两级移动。

在移动过程中,由于碰撞游离而产生更多的新载流子,形成雪崩现象,从而使流过二极管的光电流成百倍地增加。

利用光生载流子雪崩效应工作的PN结光电二极管就是APD。

6、光纤通信技术的特点7、单模光纤中有那几种色散?色散对光纤通信系统有什么影响?8、半导体激光器产生激光需要那些条件?光纤通信对半导体发光器件有哪些基本要求?9、简述掺铒光纤放大器的工作原理?参考答案:6、传输容量大;传输损耗小,中继距离长;抗干扰性好,保密性强,使用安全;材料资源丰富,可节约金属材料;重量纤,可绕性好,敷设方便;缺点是组件昂贵,光纤质地脆,机械强度低,连接比较困难,分路、耦合不方便,弯曲半径不宜太小7、单模光纤中有材料色散、波导色散和偏振色散。

色散使得输出光信号脉冲被展宽,产生码间干扰,增加误码率,这样就限制了通信容量和传输距离。

8、条件:1).粒子反转分布条件(粒子能从“价带”泵浦到“导带”上)。

2).阈值条件(要有足够的能量使粒子泵浦到一定程度)。

3).选频机制(筛成单色光)。

基本要求:1).光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口:即短波长波段的0.85μm和长波长波段的1.31μm和1.55μm。

2).能长时间连续工作,并能提供足够的光输出功率。

3).与光纤耦合效率高。

4).光源的谱线宽度窄。

5).寿命长,工作稳定。

9、掺铒光纤放大器的工作原理:在掺铒光纤中,低能级的电子吸收泵浦光的能量,由基态跃迁至处于高能级的泵浦态。

由于泵浦态上载流子的寿命时间只有1us,电子迅速以非辐射方式由泵浦态豫驰至亚稳态,在亚稳态上载流子有较长的寿命,在源源不断的泵浦下,亚稳态上的粒子数积累,从而实现了粒子数反转分布。

信号光使得亚稳态上的电子以受激辐射的方式跃迁到基带上,对应于每一次跃迁,都将产生一个与信号光子一样的光子,此信号光子与电子(受激辐射)一起发射出去,实现了光放大。

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