(完整word版)光纤通信复习题
《光纤通信技术》复习题答案

《光纤通信技术》复习题一.基本概念1.什么样的电磁波叫做“光”?目前的光纤通信用的是什么光?波长是多少?答:光是一种电磁波,光频为10E14HZ量级,波长为μm 量级。
可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。
光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。
即在电磁波近红外区段。
2.光纤通信的特点?答:一、传输频带宽,通信容量大二、传输损耗低,中继距离长三、不怕电磁干扰四、保密性好,无串音干扰五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输六、节约有色金属和原材料七、抗腐蚀性能好3.光纤的NA和LNA各是什么意义?什么是光线模式的分立性?答:入射最大角称为孔径角,其正弦值称为光纤的数值孔径。
数值孔径表示光纤采光能力的大小。
在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的,折射率越大的位置接收入射光的能力越强。
为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力,取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ,并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。
光是有一定波长的,将光线分解为沿轴向和径向的两个分量,传输光波长λ也被分为λZ和λr。
沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间(有限空间)往返传输,根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍,而空间长度已由光纤结构所确定,所以径向波长分量λr不能随意了,从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化,即光线模式的分立性。
4.什么是光纤的色散?光纤的色散分为哪几种?在单模光纤中有哪些色散?答:脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。
分为模间色散和模内色散。
模内色散又分为材料色散和波导色散。
多模光纤:模式色散和材料色散;单模光纤:材料色散和波导色散。
5.归一化频率V和截止频率VC各如何定义?有何区别和联系?答:归一化频率见书28页,截止频率见27页。
实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。
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。
光纤通信考试试题

光纤通信考试试题一、选择题(每题 2 分,共 40 分)1、光纤通信中使用的光源一般是()A 发光二极管B 半导体激光器C 白炽灯D 日光灯2、以下哪种光纤的传输损耗最小()A 多模光纤B 单模光纤C 塑料光纤D 石英光纤3、光纤通信系统中,光接收机的主要作用是()A 将光信号转换为电信号B 将电信号转换为光信号C 对光信号进行放大D 对电信号进行放大4、下面哪个不是光纤通信的优点()A 传输容量大B 抗干扰能力强C 成本低D 保密性好5、光在光纤中传输时,其模式数量取决于()A 光纤的长度B 光纤的芯径C 光的波长D 光纤的材料6、以下哪个不是光纤通信系统的基本组成部分()A 光源B 光放大器C 光检测器D 光耦合器7、单模光纤的纤芯直径一般为()A 50μmB 625μmC 8μmD 100μm8、光纤通信中常用的波长窗口是()A 850nmB 1310nmC 1550nmD 以上都是9、光信号在光纤中传输时产生的损耗主要有()A 吸收损耗B 散射损耗C 弯曲损耗D 以上都是10、以下哪种不是光纤的分类方式()A 按照传输模式分类B 按照折射率分布分类C 按照工作波长分类D 按照制造材料分类11、光纤通信系统中,能够延长传输距离的器件是()A 光调制器B 光隔离器C 光中继器D 光环行器12、对于光的偏振态,在单模光纤中传输时通常是()A 线偏振B 椭圆偏振C 随机偏振D 圆偏振13、下面哪个参数不是衡量光检测器性能的指标()A 响应度B 量子效率C 带宽D 发光功率14、光纤的数值孔径反映了光纤的()A 集光能力B 传输能力C 抗干扰能力D 损耗特性15、以下哪种光纤适用于短距离通信()A 多模阶跃型光纤B 多模渐变型光纤C 单模光纤D 塑料光纤16、光放大器中,掺铒光纤放大器(EDFA)的工作波长范围是()A 850nm 附近B 1310nm 附近C 1550nm 附近D 1625nm 附近17、在光纤通信系统中,用于实现不同类型光纤连接的器件是()A 光纤连接器B 光分路器C 光耦合器D 光开关18、以下哪种不是常见的光纤通信系统()A 强度调制直接检测(IM/DD)系统B 相干光通信系统C 光孤子通信系统D 无线光通信系统19、光在光纤中传输时,引起色散的主要原因是()A 材料色散B 波导色散C 模式色散D 以上都是20、光纤通信系统的设计中,需要考虑的主要因素有()A 传输距离B 传输速率C 误码率D 以上都是二、填空题(每空 2 分,共 20 分)1、光纤通信是以为信息载体,以为传输媒介的通信方式。
光纤通信复习题(相对完整版)

光纤通信技术复习题(非考试题序)一、填空题P9 1、(1):光纤通信是指利用(光纤)作为传输介质,实现(光信号)传输的通信方式。
(5)WDM的含义是(波分复用),FTTH的含义是(光纤入户)。
(这是名词解释的题目)SDH:同步数字系统WDM:波分复用系统DWDM:密集波分复用系统OTDR:光时域反射仪P44 1、(3):未经涂覆和套塑的光纤称为裸光纤,是由(纤芯)和(包层)构成的。
(6)纤芯的折射率n1(大于)(大于或小于)包层的折射率n2。
(7)按折射率分布划分,光纤可分为(阶跃型光纤)、(渐变型光纤)。
(9)光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是(0.85)(1.31)(1.55),最低损耗窗口的中心波长是(1.55)。
(24)按缆芯结构的特点,光缆可分为(层绞式)光缆、(中心管式)光缆和(骨架式)光缆等。
(25)按线路敷设方式分类,光缆可分为(架空)光缆、(管道)光缆、(直埋)光缆、隧道光缆和水底光缆等。
P65 1、(3):光的发射和吸收行为,包括三种基本过程,即(自发辐射)、(受激吸收)和(受激辐射)。
(8)激光器是由三个部分组成的,即:(工作物质)、(谐振腔)和(泵浦源或激励源)。
(14)发光二级管,发出的是(荧光),光谱的谱线(宽),发散角(大)。
而半导体激光器,发出的是(激光),光谱的谱线(窄),发散角很(小)。
P113 (9)光发送机的消光比越(大)越好,即全“0”时,发光功率越(小)越好,但在实际上,消光比越(大),光接收机的灵敏度会下降。
(10)在光端机中,除了光发送机外,还有(光发射机)机。
(11)当光电检测器受到光束照射时,光束横截面上包括(光子)数目的随机起伏,引起(电子--空穴对)的随机起伏,使光电检测器的(光生载流子)了随机起伏,这种随机起伏产生的的噪声就是量子噪声。
(12)暗电流是指(无光)照射时光电检测器中产生的电流。
(13)光接收机灵敏度是指在保证给定的(误码率)条件下,所需的最(小)平均接收光功率。
(完整word版)光纤通信复习题库(整合版)

光纤通信复习题库(整合版)一、填空题1.有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流,以便时产生信号的提取,称_扰码电路 __ 。
2.PIN光电二极管是在P型材料和N型材料之间加一层_ _I___型材料,称为__耗尽层。
3.APD中促使其电流猛增的是__倍增效应。
碰撞电离4.在半导体激光器的P—I 曲线上,当I>It 时,激光器发出的是激光,反之为荧光5. 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_线路放大器使用。
6. SDH网有一套标准化的信息结构等级,称为_同步传送模块STM-N_。
7.从波动理论的观点看,光波作为一种电磁波来处理。
8.目前光纤通信的长波波长低损耗工作窗口是 1.31μm和1.55um 。
9.光纤主要由纤芯和包层两部分构成。
10.LED适用于模拟的光纤传输系统。
11.光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和色散的影响,使得信号的幅度受到衰减,波形出现失真。
12.光纤数值孔径的物理意义是表示光纤端面_ 集光 _的能力。
接受和传输光13.准同步数字体系的帧结构中,如果没有足够的开销字节,就不能适应网络管理、运行和维护。
14.SDH中STM—1的速率是 155Mb/s 。
15. 按照泵浦方式的不同,EDFA可分为正向泵浦结构、反向泵浦结构和双向泵浦结构等三种形式。
16.响应度和量子效率都是描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
17.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是0.85um ,1.55um 和__1.31um_。
18.PDH复用成SDH信号必须经过映射、定位、复用三个步骤。
19.受激辐射过程中发射出来的光子与外来光子不仅频率相同,而且相位、偏振方向、传播方向都相同,因此,称它们是_相干光 ___。
20. SDH中STM—4的速率是 622 Mb/s 。
21.常用的SDH设备有:终端复用器、__再生器_和数字交叉连接设备等。
22.在光接收机中,与___光检测器__紧相连的放大器称为前置放大器。
光纤通信基础考试题(附答案)

光纤通信基础考试题(附答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1.110kV及以上光传输成环率指标属()类指标。
A、通信运行B、通信管理C、通信服务能力D、通信规模正确答案:C2.电力安全事故,是指电力生产或者电网运行过程中发生的影响电力系统()或者影响电力正常供应的事故。
A、可靠运行B、经济运行C、安全稳定运行D、环保运行正确答案:C3.电力二次系统包括自动化、()、安全自动、继电保护。
A、通信B、调度C、方式D、输电正确答案:A4.通信设备发生故障,运行维护单位应立即向()汇报。
A、领导B、网调C、本级通信调度D、省中调正确答案:C5.设备风险分为几个级别?A、3B、4C、6D、5正确答案:C6.整个电力二次系统原则上分为两个安全大区()。
A、生产控制大区、生产应用大区B、实时控制大区、信息管理大区C、实时控制大区、生产管理大区D、生产控制大区、管理信息大区正确答案:D7.通信管理类指标是指用以反映通信运行管理及()管理的情况,包括检修计划完成情况、机构和人员、科技等方面的统计指标。
A、设备B、专业C、业务D、网络正确答案:B8.进行光纤线路损耗测量和光纤背向散射信号曲线测量,抽检数量不少于光纤芯数()。
A、75%B、50%C、25%D、100%正确答案:C9.通信故障处理完毕,当值通信调度员可要求运行维护单位提交书面故障处理报告,运行维护单位必须在几个工作日内提交。
A、3B、4C、2D、5正确答案:A10.装设接地线(),且必须接触良好。
拆接地线的顺序与此相反。
A、必须先接导体端,后接接地端B、必须先接接地端,后接导体端C、导体端、接地端同时接D、上述两种方式均可正确答案:B11.月检修计划完成率指标属()类指标。
A、通信管理B、通信服务能力C、通信运行D、通信规模正确答案:A12.IP地址采用4分组,每组()位,用4个字节来表示A、16B、8C、4D、32正确答案:B13.发生二级事件,由()组织调查组进行调查。
光纤通信概论 考题,复习题及答案

光纤通信概论参考题库1、光电二极管的主要功能是什么:将信号光功率转化成信号电流2、P-I-N代表什么意思?P型半导体和N型半导体之间夹有一层厚的本征型半导体。
3、与P-N光电二极管相比P-I-N的优点是什么?大大提高了光电转换效率,同时还提高了PIN管的响应速度。
4、与P-I-N光电二极管相比APD的优点是什么?内置放大,不引入外部电路相关噪声,偏压电路简单、价格低,超高速和较高灵敏度的接收器。
5、APD的缺点是什么?极大的温度倚赖性,存在倍增随机噪声,偏压电路复杂、价格高。
6、光电二极管的响应度是0.85A/W,饱和输入光功率是1.5mW,当入射光功率是1mW和2mW时,光电流分别是多少?解:当输入光功率是1mW时,由I=RP,可得,I=RP=[ 0.85A/W] ×[1mW]= 0.85mA当输入光功率是2mW时,公式I=RP不适用,因此我们无法得到光电流的值。
7、光波长解复用器的作用是什么?把在同一根光纤中传输的不同波长信道分别送到不同的光纤中传输。
(即:分解同一根光纤中传输的不同波长信道)8、解释电吸收调制器的工作原理:电吸收调制器的工作原理为,由激光器发射的连续光穿过半导体波导管。
当不加电压时,光直接穿过,因为它的截止波长λC小于入射光的波长;当加上了调制电压后,波导材料的禁带Eg变窄了。
这称为弗朗兹-科尔迪希效应,它是理解EA调制器工作原理的关键。
由于禁带Eg变窄,因而截止波长增大(λC=1024/ Eg ),波导材料开始吸收入射光。
因此,通过对半导体波导管施加调制电压,可以改变其吸收特性。
9.写出几种无源器件,它们的用途?1.光纤连接器:连接光纤2.光衰减器:减少传输光功率3.光纤定向耦合器:实现光的分路、合路4.波分复用器:5.光隔离器:阻挡背向光,保护激光器、光纤放大器6.光环行器7.光滤波器:对光波进行筛选,允许特定波长范围光通过8.光开关:用光控制电路的通路或断路9.光调制器10.把你所知道的光纤通信元件分为两组:有源的和无源的。
光纤通信复习题及答案

光纤通信复习题及答案一、选择题1. 光纤通信中使用的光导纤维是由什么材料制成的?A. 塑料B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷答案:B2. 光纤通信中,光信号的传输方式主要是什么?A. 反射B. 折射C. 散射D. 透射答案:A3. 光纤通信中,光信号的调制方式不包括以下哪一项?A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 极化调制答案:D4. 在光纤通信中,信号衰减的主要原因是什么?A. 光的散射B. 光的吸收C. 光的反射D. 光的折射答案:B5. 光纤通信中,光纤的类型不包括以下哪一项?A. 单模光纤B. 多模光纤C. 同轴光纤D. 有源光纤答案:C二、填空题6. 光纤通信的基本原理是利用_________作为传输介质,通过_________来实现信息的传输。
答案:光导纤维;光信号7. 光纤通信具有_________、_________、_________等优点。
答案:传输距离远;传输带宽大;抗干扰能力强8. 光纤通信中,光信号的传输速度可以达到_________。
答案:光速9. 光纤通信中,信号的衰减与_________、_________、_________等因素有关。
答案:光纤材料;光纤长度;光的波长10. 光纤通信中,光纤的损耗主要由_________损耗和_________损耗组成。
答案:材料;弯曲三、简答题11. 简述光纤通信系统的组成。
答案:光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机和光放大器等部分组成。
12. 光纤通信中,单模光纤与多模光纤有何区别?答案:单模光纤只允许单一模式的光波在其中传播,具有较高的传输速率和较长的传输距离;而多模光纤允许多个模式的光波传播,传输速率较低,传输距离较短。
13. 光纤通信中,光信号的衰减对通信质量有何影响?答案:光信号的衰减会导致信号强度降低,从而影响通信质量,使得信号传输距离受限,严重时还可能导致通信中断。
四、论述题14. 论述光纤通信在现代通信中的重要性。
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1,利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信.(填空)2,目前光纤通信的实用工作波长在近红外区,即0。
8~1。
8μm的波长区,对应的频率为167~375THz(太赫兹),目前光纤通信的使用工作波长,即0.85μm,1.31μm,及1。
55μm。
3,光纤通信的优越性:答:1,传输频带宽,通信容量大;2,传输损耗小,中继距离长;3,抗电磁干扰能力强;4,光纤线径细,重量轻,而且制作光纤的资源丰富.4,光纤通信网络的发展趋势:答:1,全光网(AON);2,SDH技术;3,波分复用技术;5,光纤通信的关键技术答:1,大容量,超长距离传输技术;1)正交频分复用;2)光时分复用;3)偏振复用。
2,全光缓存器;3,光层调度技术.该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
(如下图)6,光纤的结构,涂敷层,包层,纤芯.(填空)7,光纤的分类:横截面折射率划分:1.阶跃型光纤;2。
渐进型光纤;传输模式划分:1。
单模管钱;2.多模光纤.8,全反射:若入射角θ再增大,光就不再进入第二种介质了,入射光全部被反射回来,这种现象称为全反射。
9,自聚焦:渐变型光纤中,不同射线具有相同轴向速度的现象称之为自聚焦现象。
10,在导波系统中,截止波长最长的模式最低哦,称之为基模,其余所有模式均为高次模。
LP01最低工作模,LP11第一个高次模0<V<2。
40483。
11,模场直径d:模场直径是描述光纤横截面上,基模场强分布的物理量。
12,单模光纤的双折射:在单模光纤中,电场沿x方向或y方向偏振的偏振模LPx及LPy,当它们的相位常数不相等是(即βx≠βy),这种现象称为模式的双折射。
13,模式色散:光纤中的不同模式,在同一波长下传输,各自的相位常数βmn不同,它所引起的色散称之为模式色散。
材料色散:由于光纤材料本身的折射指数n和波长λ呈非线性关系,从而使光的传播速度随波长而变化,这样引起的色散称为材料色散.波导色散:光纤中同一模式在不同的频率下传输时,其相位常数不同,这样引起的色散称为波导色散。
14,光孤子通信:光纤中所传输的光信号能够保持其脉冲波形的稳定,从而提高系统的传输距离。
这种技术是通过光孤子来实现的,因而称为光孤子通信技术。
15,费米能级:物质中的电子不停地做无规则的运动,它们可以在不同的能级之间跃迁,费米统计规律是物质粒子能级分布的基本规律,它反映了物质中的电子按一定规律占据能级。
16,自发辐射:处于高能级的电子在未受到外界激发的情况下自发地跃迁到低能级,在跃迁过程中,发射出一个能量为hv=E2-E1的光子。
称之为自发辐射.17,受激吸收:物质在外来电子的激发下,低能级上的电子吸收了外来光子的能量,而跃迁到高能级上,这个过程叫做受激吸收.18,受激辐射:处于高能级的电子,当受到外来电子的激发而跃迁到低能级时,发出一个能量为hv的光子。
称之为受激辐射.19,激光器组成:工作物质,泵浦源和光学谐振腔。
20,PIN光电二极管:在P—N结光二极管的P—N结两端材料做成重掺杂的P+层和N+层,这种结构的光电二极管称之为PIN光电二极管. 21,APD雪崩光电二极管:在二极管P—N结上加高反向电压,形成强电场;高场区光生载流子被加速,获得动能,与晶格的原子发生碰撞,使价带的电子得到能量;越过禁带到导带,产生了新的电子————空穴对;新产生的电子--——空穴对在强电场中又被加速,再次碰撞,又激发出新的电子-—--空穴对……。
循环下去,像雪崩一样的发展.22,响应时间:指半导体光电二极管产生的光电流随入射光信号变化快慢的状态。
23,暗电流:在无光情况下,光电检测器仍有电流输出,这种电流称为暗电流.24,光放大器,优点,原理,结构图.将传输中已衰减和产生畸变的光信号转变为电信号,经放大,再生后恢复原来信号的形状和幅度,然后再转换为光信号继续传输的中继器。
25,耦合器:光纤通信系统或光纤测试中,如需要从光纤的主传输信道中取出部分光信号,作为监测,控制等使用;或需要把两个不同方向来的光信号合起来送入一根光纤中传输,完成上述功能的称之为光定向耦合器。
26,光隔离器,保证光信号只能正向传输的器件。
27,光环形器,保证光信号只能正向传输的器件,并有多个端口的器件。
28,光滤波器:光纤通信系统中,只允许一定波长的光信号通过的器件称为光滤波器。
29,光开关,能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换作用的器件。
30,波长转换器:能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件.31,波分复用:在一根光纤中能同时传输多波长光信号的技术。
32,光波分复用系统的结构与工作原理:答:光波分复用器对不同波长光波的光信号进行合成与分离的器件,结构上分为单纤单向WDM系统和单纤多向WDM系统。
答:图3-47. 单纤单向WDM传输系统33,光波分复用器的工作原理:光波分复用器对不同波长光波的光信号进行合成与分离的器件,同时器件的各端口可以作为输入端口,也可以作为输出端口.,1.阶跃型光纤和渐变型光纤的主要区别是什么?答:阶跃型光纤的纤芯折射率n1沿半径方向保持一致,包层折射率n2沿半径方向也保持一定,而纤芯和包层的折射率在边界处呈阶段型变化。
渐变型光纤的纤芯折射率n1随半径加大而减小,而包层中的折射率n2是均匀的2.什么是弱导波光纤?为什么标量近似解只适用于弱导波光纤?答:纤芯折射率n1与包层折射率n2差极小时,这种光纤称为弱导波光纤在弱导报光纤中,光射线几乎与光纤轴平行,因此弱导波光纤中的E和H几乎与光纤轴线垂直,所以对于弱波导光纤中的E和H分布是一种近似的TEM波,这种波具有横向场的极化方向在传输过程中保持不变的横电磁波,可以看成为线极化波.而E和H近似在横截面上,而且空间指向基本不变,这样就可把一个大小和方向都沿传输方向变化的空间矢量E变为沿传输方向其方向不变的标量E,因此,它将满足标量的亥姆霍兹方程3.什么是光纤的数值孔径?在阶跃型光纤中,数值孔径为什么等于最大射入角的正弦?答:光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为光纤的数值孔径在阶跃型光纤中,由于纤芯中的折射指数n1是不变的,因此纤芯中的各点数值孔径不随半径r变化,所以只要小于最大入射角的所有射线均可被光捕捉4.什么是光纤的归一化频率?如何判断某种模式能否在光纤中传输?答:光纤的归一化频率是一个直接与光的频率成正比的无量纲的重要参量,它仅仅决定于光纤的结构参数和波长。
定义为它的平方为导波的径向归一化相位常数与导波的径向归一化衰减常数的平方和对于阶跃型光纤,运用标量解的特征方程解出方程中的U(或W),从而确定传输常数β,分析其传输特性;对于渐变型光纤,也是通过确定出传输常数β,从而分析其传输特性5。
为什么说采用渐变型光纤可以减小光纤中的模式色散?答:模式色散是由于不同模式的光功率脉冲沿不同轨迹传输,由于每个模式的轴向传输速度不同,于是它们在相同的光纤长度上到达某一点所需要的时间不同,从而使得沿光纤行进的脉冲在时间上展宽。
而渐变型光纤利用了n随r变化的特点,消除了模式色散6.试推导渐变型光纤子午线的轨迹方程答:P18如式:2—2—18crNnrnNnZ+-=⎰d)(2227。
什么是单模光纤?其单模传输条件是什么?答:单模光纤是在给定的工作波长上,只传输单一基模的光纤在阶跃单模光纤中,只传输LP01(或称HE11)模。
因为LP01模的归一化截至频率为V c(LP11)=2.40483而模式的传输条件是V〉V c可传,V≤V c截至,因此,要保证光纤中只传输LP01一个模式则必须要求:V C(LP01)<V<V C(LP11)即:0〈V〈2.404838。
什么是单模光纤的双折射?答:在单模光纤中,电场沿x方向或y方向偏振的偏振模LP x及LP y,当它们的相位常数不相等时(即βx≠ βy),这种现象称为模式的双折射9。
什么是光纤的色散?色散的大小用什么来描述?色散的单位是什么?答:光纤中传送的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分构成的,它们有不同的传输速度,将会引起脉冲波形的形状发生变化.从波形在时间上展宽的角度去理解,也就是光脉冲在光纤中传输,随着传输距离的加大,脉冲波形在时间上发生了展宽,这种现象称为光纤的色散10。
什么是模式色散?材料色散?波导色散?答:模式色散:光纤中的不同模式,在同一波长下传输,各自的相位常数βmn不同所引起的色散材料色散:由于光纤材料本身的折射指数n和波长λ呈非线性关系,从而使光的传播速度随波长而变化所引起的色散波导色散:光纤中同一模式在不同的频率下传输时,其相位常数不同所引起的色散11。
什么是光纤的非线性效应?答:在强光场的作用下,光波信号和光纤介质相互作用的一种物理效应。
主要包括两类:一类是由于散射作用而产生的非线性效应,如受激拉曼散射及布里渊散射;另一类是由于光纤的折射指数随光强度变化而引起的非线性效应12.什么是受激拉曼散射和受激布里渊散射?答:如设入射光的频率为f0,介质分子振动频率为fv,则散射光的频率为:fs=f0士fv,这种现象称为受激拉曼散射受激布里渊散射与受激拉曼散射相比较物理过程很相似,都是在散射过程中通过相互作用,光波与介质发生能量交换,但受激布里渊散射所产生的斯托克斯波在声频范围,其波的方向和泵浦光波方向相反,而受激拉曼散射所产生的斯托克斯波在光频范围,其波的方向和泵浦光波方向一致13.自相位调制、交叉相位调制以及四波混频的基本概念是什么?答:光脉冲在传输过程中由于自身引起的相位变化而导致光脉冲频谱展宽的这种现象称为自相位调制由光纤中某一波长的光强对同时传输的另一不同波长的光强度所引起的非线性相移,称为交叉相位调制由三阶电极化率x参与的三阶参量过程,由于光纤中非线性效应的存在,光波之间会产生能量交换,三阶电极化率将会引起第四种频率的光波出项,该光波可以是三个入射光波频率的各种组合,因而产生四波混频现象14。
什么是光孤子通信?答:光孤子通信是利用光孤子来实现在光纤中所传输的光信号能够保持其脉冲波形的稳定,从而提高系统的传输距离15。
弱导波阶跃光纤纤芯和包层的折射指数分别为n1=1.5,n2=1。
45,试计算:(1)纤芯和包层的相对折射指数差(2)光纤的数值孔径NA解:(1)是弱导波光纤可用公式:121n n n -≈∆代入n1,n2得:0333.0=∆(2) ∆=-=212122n n n NA∴代入(1)中的 可得:3873.0=NA16.已知阶跃光纤纤芯的折射指数为n1=1.5,相对折射指数差01.0=∆、纤芯半径a=25μm,若λ0=1μm ,计算光纤的归一化频率值及其中传播的模数量.解:a k n V 012∆= 又02λπ=k ∴代入数据可得归一化频率为:3216.32=V代入数据可得:∴261max =M17。