光纤通信复习作业

光纤通信作业

第一章：光纤通信

1、光纤通信及系统的组成？P1

答：光纤通信系统通常由电发射机，光发射机，光接收机，电接收机和由光纤构成的光缆组成。

2、什么是光通信？

答：光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

3、光纤通信的优点？P4

答：①传输频带宽，通信容量大。②传输衰减小，传输距离长。③抗电磁干扰，传输质量好。④体积小、重量轻、便于施工。⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？

答：光源：近红外区。波长：0.8—1.8μm。频率：167—375THz。

5、WDM是指什么？DWDM指什么？

答：WDM指波分复用；DWDM指密集波分复用

6、光纤从材料上可以分为哪几种？P8

答：光纤从材料上可以分为石英系光纤，多组分玻璃光纤，氟化物光纤，塑料光纤等。7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？P12

答：光纤活动连接器从连接方式来看分为

（1）FC型光纤连接器（连接方式为螺纹锁紧式）。（2）ST型光纤连接器（连接方式为卡口旋转锁紧式）。（3）SC型光纤连接器（连接方式为推拉式插拔卡式）

常见的插针端面有PC,SPC,APC三种。（PC为端面呈球面的物理接触，SPC为超级抛光端面呈球面的物理接触，APC为端面与插针体中心线成8°角的物理接触

8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？P9

答：按缆芯结构分，光缆分为层绞式光缆，单位式光缆，骨架式光缆，带状式光缆。

9、光纤的制造分哪几个步骤？

答：材料制备和提纯——制棒——拉丝和涂覆——套塑——成缆——成品监测

10、按材料分光纤分几种？

答：光纤从材料上可以分为石英系光纤，多组分玻璃光纤，氟化物光纤，塑料光纤等。11、无源器件的种类？P11

答：光纤连接器，光纤分路器与耦合器，光衰减器，光隔离器，滤波器，波分复用器，光开关和光调制器

第二章：光纤通信的物理学基础

1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？

光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明

2、光电效应具有哪些试验规律？（由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应）

⑴每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。

⑵对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。频率越高释放出的电子的动能就越大。

⑶对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。

3、什么是光的吸收、光的色散和光的散射？

光的吸收是指光波通过介质后，光强衰减的现象。（物体的颜色）

光的色散是指介质的折射率n随光波波长λ而变化的现象。（三棱镜）

光的散射指当光通过介质时，偏离原来的方向而向四周传播的现象。（天是蓝的）

4、什么是自发辐射、受激吸收和受激辐射

①：无外界激发，自发产生。①：在外界激发下产生。①：频率、相位、偏振方向相同。

②：辐射的光子是多频率的。②：外界激发能量要满足②：相干光

③：辐射的方向、相位不同。h f ＝E2－E1 ③：光放大f ＝（E2－E1 ) /h

③：非相干光

自发辐射：处于激发态的原子在无外界作用的情况下跃迁到基态时将能量以光辐射的形式释放出去的过程。

受激吸收：处于基态的原子，如果受到一个能量为hv的光子的作用，原子吸收光子的能量，从基态E1跃迁到激发态E2，这个过程称为受激吸收。

受激辐射：处在激发态的原子，受到外来的能量为hv光子的激发作用，可以从高能态E2跃迁到低能态E1，同时辐射出一个不仅能量与外来光子相同，而且频率，相位，振动方向以及传播方向都相同的光子，这一过程称为受激辐射。

5、构成激光器的三个基本条件是什么？

激光工作物质（激活介质/增益介质）、激励、光学谐振腔

6、激光器的波长取决于什么条件

取决于光学谐振腔的腔长

第三章：光纤

第三章：光纤

1、从结构上看光纤由纤芯、包层和涂敷层构成，包层起什么作用。

答：包层的折射率略小于纤芯，与纤芯形成光波导效应，使大部分电磁场被约束在纤芯中传播。

2、按照传输模式分类，光纤可分为单模光纤和多模光纤。理论上，为什么单模光纤只能传送基模？

答：光纤的归一化频率V满足0 2.405

V

<<，只传导单一模式

01

LP模，

11

LP以上的所有

高阶模都处于截止状态。

3、按照光纤材料分类，光纤可分为哪三类？

答：按照光纤材料分类可分为：石英光纤，石英纤芯塑料包层光纤，塑料光纤等

4、光纤制造必须经过哪4个主要过程？

答：制棒——拉丝与涂覆——套塑——成缆

5、按照折射率分布来分类，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。单模光纤属于那种折射率分布？

)

(λ

f

n=

答：单模光纤属于阶跃型光纤

6、什么是光纤的相对折射率指数差？对阶跃型光纤其相对折射率指数差表达式是什么？ 对渐变型光纤其相对折射率指数差的表达式是什么？

答：纤芯的折射率1n 和包层的折射率2n 的相差程度可以用相对折射指数差∆来表示

22122

12n n n -∆= 阶跃型光纤：121

n n n -∆= 渐变型光纤的相对折射率差Δ一般以光纤的光轴点的折射率n (0)和包层的折射率n (a )

的差别Δ来表示：222(0)()2(0)

n n a n -∆= 7、什么是弱导波光纤？什么是近轴光纤？为什么光纤必须是弱导波光纤？

相对折射指数差Δ很小的光纤称为弱导波光纤/光纤的包层和纤芯的折射率差别极小时，称弱导波光纤，阶跃型光纤也称为弱导波光纤。

8、什么是光纤的数值孔径？什么是光纤的本地数值孔径？对阶跃折射率分布的光纤其数值孔径的表达式是什么？对渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径的表达式是什么？

数值孔径：表示光纤捕捉光射线的能力大小，用NA 表示。

阶跃折射率分布的光纤其数值孔径是常数，NA n ==

本地数值孔径，就是指射入纤芯某点 r 处的光线的数值孔径。表示该点捕

捉光射线的能力。

渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径()NA r = 9、什么叫子午射线？什么叫偏（斜）射线？（阶跃型光纤中光射线种类）

斜射线 (偏射线）不经过光纤中心轴线的空间折线

子午射线：通过光纤中心轴线的平面--子午面内的光射线

10、光纤的3个低损耗窗口分别是哪几个？什么叫光纤的微弯？微弯对光纤造成什么结果？

三个低损耗窗口：第一低损耗窗口短波长0.85m μ附近；

第二低损耗窗口长波长1.31m μ附近；

第三低损耗窗口长波长1.55m μ附近

光纤的微弯是指光纤成缆时由于涂覆材料而产生的随机性扭曲。

微弯引起的附加损耗一般很小，基本上观测不到。但是当温度低于5060C C ︒︒:时，微弯损耗加大。

11、什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？

单模光纤： 光纤中只传输一种标量模LP 01的光纤单模光纤

多模光纤：传输两种以上标量模的光纤为多模光纤。

12、什么叫单模光纤的截止波长？模场直径？偏振特性？