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1、线封密线订装点端两线黑过超得不下上.求要写书题考 .号学 .名姓.级班课程： 光纤通信 分数：一、填空题（每空1分，共35分）1. 下表中v为光纤的归一化频率，V.为传输模式的归一化截止频率。光纤端面入射 角为。o,数值孔径角（最大端面入射角）为6 om,临界角为。Co试确定给定条 件下它们的关系（,V,=）模式理论射线理论导行条件 临界条件 截止条件 2. 光学谐振腔的作用是 ,相位条件是，谐振频率是 O3. 石英光纤产生本征损耗的原因 紫外吸收和 红外吸收。4. 根据光与物质的作用，可以制成 器件；受激辐射作用,可以制成 器件；受激吸收作用,可以制成光电二极管 器件。5. 石英光纤的三个低
2、损耗窗口是 850nm、1310nm 和 1550nm；它们对应的损耗分别为2dB/km、 0.5 dB/km 和 0.2 dB/km 。6. 按传输模式光纤可分为 和 多模光纤；按折射率分布可分为和;按传输波长可分为短波长光纤、长波长光纤 和 超长波长光纤 O7. 同质结激光器的缺点是对载流子 和 光子的限制作用差。二、判断题（每题1分，共10分）1. 数值孔径NA是表征光纤捕光能力的一个参量。（T）2. 费米能级是实际存在的一个能级。（F）3. 根据光与物质的受激吸收作用可以制成半导体激光器。（F）4. 大的光纤称为弱波导光纤。（F）5. 在N型半导体中，导带中电子的浓度小于价带中空穴的浓
3、度。（F）6. 相对折射率越大，光纤的模式色散越大。（T）7. 光纤通信系统中，接收光端机的核心部件是半导体激光器。（F）8. 光纤的捕光能力与光纤的几何尺寸有关。（F）9. TM波是指传输方向上没有磁波，只有电波。（T）10. 对阶跃光纤来说，在端面处入射角变化光线的周期随之改变，但反射半径不变。（T ）三、简答题（每题4分，共20分）1. 光纤通信中对光源的基本要求是什么？ 光源的发射波长应该与光纤的低损耗窗口一致； 光源有足够高的、稳定的输出光功率，以满足系统中继距离的要求； 光源的光谱线宽要窄，即单色性好，以减小色散对信号传输质量的影响； 调制方法简单，且要响应速度快，以满足高速率传输
4、的需要； 电光转换效率要高； 能够在室温下连续工作； 体积小、重量轻、寿命长、工作稳定可靠。2. 什么是色散及产生色散的原因？色散：是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种 物理效应。原因：模式色散：一个光脉冲激发多个模式（即一个光脉冲的能量分布在多个模 式上），各模式的轴向速度不同而引起的色散。模内色散：包括材料色散和波导色散，它们都是传播常数6随波长变化而 引起的色散，故又称为波长色散。对于工作在零色散波长的单模光纤，还要考虑极化色散（偏振模色散）线订装线封密3.产生激光的条件是什么？受激辐射占主导地位：重掺杂P+、N+之耗尽层是光放大器（激活物质），发能实现n
5、n ；外加正偏压激励实现了 n n 2121光学谐振腔应满足：相位条件L = -oqqIn振幅条件GG =oc + In t 2L rr1 2点端两线黑过超得不下上.求要写书题考.号学 .名姓4.光缆由哪几部分组成？各部分的作用是什么？缆芯-光缆的核心，决定光缆的传输特性加强件一增加光缆在使用条件下的机械强度，起到对光缆保护的作用，一般由金 属与非金属元件构成保护层-分为外护层和护套两部分。护套用来防止钢带、加强元件等金属构件直接与缆芯接触而造成损失；外护层则用于进一步增强光缆的保护作用。5.试写出ITU-T规定的G.652、G.653、G.654、G.655单模光纤的全称。G.652非色散位
6、移单模光纤G.653色散位移单模光纤G.654截止波长位移单模光纤G.655非零色散位移单模光纤.级班四、计算题（每题5分，共25分）1.已知均匀光纤纤芯的折射率=1.5,相对折射率差=0.01,芯半径a = 25|Lim ,试 1求：（1） LP01 LPn模的截止波长各为多少？（2）若人=l|iun,计算光纤的归一化频率Vo （5分） 0T7 .7 2a7i，- 2x25x10-6 x3.14 33.3x10-6V = n 2A= 1.5v2x0.01i Xd 1 r(1)LP0 y U y 2.405 n ： 一。y 2.405 n 人 a 13.85 x 10-6(m)01Ad 1 r
7、LP 2.405 y U y 3.832 n 2.405 y : 一。Y 2.405 n 8.69x10-6 y 人 Y 13.85 x 10-6(m)11A(2)V = n 2A 2? = 1.5j2x0.01.2x25xl-一阶跃折射率光纤，纤芯半径a = 25|Lim ,折射率n = 1.5 ,相对折射率差 = 】, 1 长度L 1km o求： (1) 光纤的数值孔径； (2) 子午光纤的最大时延差。(5分) x3-14 = 33 31 X1X10-62. 1.55|J m波长的LD,当驱动电流为50mA时，产生2mW的输出光功率，计算注入电荷产生光子的效率。（5分）1.62x10-19
8、PM P e 2x10-3门= j.Uj%He I hf 50x10-3M 3x108J6.628x10-34 1.55x10-63. GaAs激光器 = 3.6,发射波长为0.85pm,纵模间隔300GHz,求L, q。(5分)厂3 X 81w =n 300x109 = L = 一X10-3 = 1.39x10-4(m)2nL2x3.6L7.2了 X2nL 2x3.6x1.39x10-4L * q q 11/0InX 0.85x10-6线订装线封密点端两线黑过超得不下上.求要写书题考.号学 .名姓5.在一个光纤通信系统中,输后，其光功率下降了 25%光源波长为1310nm ,光波经过10km
9、长的光纤线路传，求该光纤的损耗系数a为多少？ （5分）Pd c o = 0.125( dB / km)L TO P x0.75o10, P 10, _lg 0 = lg五.证明题（10分）N A = n2 = n V;，2A = 1.5 J2 x 0.01 = 0.212Ln A 1x103x1.5 八 l”，、(2)t =l A =x 0.01 = 5 x 10-8 = 50(zis)s c 3x108具有光纤功率X的一个非常窄的脉冲（理想情况下一个单脉冲函数），被输入光纤 并产生一个输出波形。输出脉冲y相应于光纤脉冲响应。假设输出脉冲为高斯型:其中。是脉冲宽度的均方根值。证明：半幅全宽为匚=2j21n 2b1.2.级班线封密 点端两线黑过超得不下上.求要写书题考.号学 .名姓 .级班线订装共页第4页线封密 点端两线黑过超得不下上.求要写书题考.号学 .名姓 .级班线订装共页第5页
