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1、光纤通信作业第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？系统的组成有哪些？光纤通信是利用光导纤维（SiO2）作为传输光波信号的通信方式一个光纤通信系统 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等 组成。发端收端2、什么是光通信？光通体就是以光波为载波的通信.3、光纤通信的优点？每句话前半部分重要传输频带宽，通信容量大。传输衰减小，传输距离长。抗电磁干扰，传输质量好。体积小、重量轻、便于施工。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？光源：近红外区波长；0.81.8 pm频率：165、WDM 是指什么？ DWD 指什么？时分复用（TDM）方式。波分复用（WDM）
2、方式。密集波分复用（DWDM ）。6、并纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、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？12页一种是永久性连接，一种是活动性连接。从连接方式看光纤通信应用广泛的是：FC型、ST型、SC型l平面(rc)师纤插针Y球面(pc)I斜面(APC)8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层线式光缆 单位式光缆 按缆芯 SQ 2c7? TGeCh 十。一 GeOi + 2cb T外部化学气相沉积法(OVD) 轴向化学气相沉积法(VAD) 改进的化学气相沉积法(MCVD) 等离子化学气相沉积法(PCVD)6
3、、光缆的种类按使用场合分长途光线 海底光境 用户光缆 局内先线 专用光缆层绞式光缆 单位式光线 按缆芯 骨架式光境 结构分中心束管式光境I带状光缆按光纤状态分紧套式光缆一松套式光缆 半松半黑式光缆按光纤使 室内光缆用环喷分1室外蝴架空光缆 按敷设管道光缆 方式分直埋光缆 I水底光缆第二章：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、光的偏振等现象得到证明。2、什么叫光电效应？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。光电效应具有如下实验规律：1,每种金属都有一个确定的截止频率丫口，当入射光的频率 低于y 口时
4、，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2、对于频率高于y口的入射光，从金属中释放出的电子的最 大功能与入射光的强度尢关，只与光的频率有关口频率越高 释放出的电子的动能就越大o3、对于频率高于丫口的入射光，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，光强减弱现象。光的色散 是介质的折射率n随光波波长入变化的现象。n = f （九）当光通过介质时，偏离原来的方向而向四周传播，这种现象称为光的散射。4、什么是自发辐射、受激吸收和受激辐射？1自发辐射、受激辐射和受激吸收光和物质的相互作用有三个主要过程：与c
5、o4 * *-自发辐射受激吸收受激辐射LEDPINLD；无外界激发，自发产生；G 在外界激发下产生;；频率、相位、& 辐射的光子是多频率的：,外界激发能量要满足偏掘方向相同，二霜射的方向、相位不同二玛 =相干无非相干光:光放大/= 卜5、构成激光器的三个基本条件是什么？综上所述要能产生激光，必须具备以下三个条件1)激光工作物质2)激励源3)光学谐振腔6、激光器的波长取决于什么条件？光学谐振腔的腔长 L的影响，即纵模特性光学谐振腔反射镜的大小和形状的影响，即横模特性本章注意1、2 1光的本质光是电磁波,具有波动性和粒子性CD光线是直线传播的利用全反射性质可以让光线沿着管道传播(2)光具有波动性
6、具有干涉，衍射和偏振等现象 用电磁场理论解释(3)光的量-了性具有吸收、色散和散射等现象 用量子力学理论解释2、由频率相同.振动方向相同.相位相同或相位差保持恒容的两个相干波源所为出的源是相干波.通常用下列两种方法获得相干光:分波振面法分振幅法3、输出激光的影响因素有：光学谐振腔的腔长L的影响光学谐振腔反射镜的大小和形状的影响 分别称为纵模特性和横模特性o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：折射率略小于纤芯，与纤芯形成光波导效做，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匕 为什么单模光纤只能传送基模？光纤的归TL频率V满足
7、2.制5,只传导电一模式 模，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？石英光纤、石英纤芯塑料包层光纤、塑料光纤光纤通信中主要用石英光纤作传输媒介成品检测3L4、光纤制造必须经过哪4个主要过程？画圈圈的套塑成缆O筛选光纤制作工艺流程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。单模光纤是阶跋型光舒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I大式是什么？ 对渐变型光纤其相对折射率指数差的表达式是什么？相对折射率差纤芯折射率与包层折射率差的大小直接影响光 纤的性能，用A来表示它们相差的程度。阶跃型光纤 1A =7.2n2(O
8、)渐变型光纤7、什么是弱导波光纤？什么是近轴条件？为什么光纤必须是弱导波光纤? 弱导波光纤：纤芯折射率与包层折射率相差极小。近轴条件就是指子午线与轴心夹角很小且 A1 ,认为各子午线几乎与光纤轴线平行，因此能够自聚焦。对于阶跃型光纤由于包层和纤芯的折射率差别极小，即A很小，可看成弱导波，因此阶跃型光纤也称为弱导波光纤。切坡不是堀仔波光纤.将指成翅射模.不会乩纤芯中传谕打成皮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?族殖孔隹-裹水先并捕捉光射线的能力大小，用MA表示%4=式口族皿数值孔径
9、为常数。数值孔径越大表示光纤捕捉光射线的能力越强，阶跃型光纤的NA Jn ； - n ； = n i a/2 A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 捕捉光射线的能力口表达式为渐变型光纤纤芯中某一点的本地数值孔径 NA(r) = H2(r)-n2(a)9、什么叫子午射线？什么叫偏(斜)射线？子午射线：通过光纤中心轴线的平面-子午面内的光射线斜射线(偏射线)不经过光纤中心轴线的空间折线。10、光纤的3个低损耗窗口分别是哪几个？3个低损耗窗口在 0.85、1.31、1.55微米附近。11、什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？单模光纤是指在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤传
10、输两种以上标量模的光纤为多模光纤。12、什么叫单槿光纤的截I卜波长？槿场直径？偏振特，件？45页光纤的单模工作条件是以第一次高阶模(LP11)的截止频率给出的，而对应着归一化截止频率的波长称为截止波长。模场直径 就是单模光纤中基模光斑的大小。由于双折射现象的存在，使单模光纤实际上变成了 “双模”光纤，将引起光波的偏振状态沿 光纤长度发生变化，最终导致偏振模色散。需要注意的是，偏振模色散不是单模光纤中的稳 定现象。由于单模光纤双折射现象是随机的，与分布在整个光纤长度上的制造应力和环境应 力随机波动相关联。此外在传输过程中，两个偏振模式之间会发生转化，而且也是随机的。因此，在光纤输出端的偏振模色散
11、值是随机起伏的。13、为什么单模光纤用模场直径作为其特征参数，而不用纤芯直径？单模光纤传输的能量并非全部集中在纤芯中，而是有相当部分在包层中传播，因此光纤的纤 芯直经的概念在物理上已没有什么意义，应采用模场直径的概念。14、分别写出矢量模和标量模的基模表达式和归一化截止频率。标量模LP01 ;矢量模 HE11;归一化频率,是光纤波导的一个重要参数，决定于光纤的结构参数（a, no叫，I）反映了光纤中的模式数量疝冗I FV - a J: - A o n t V2 A2 jr其中 的=为自由空间平面波的波数15、光纤的损耗主要有哪些？光纤产生损耗的原因与光纤的材料有关，光纤损耗大致可分为吸收根耗散
12、损耗其它损耗r本征吸收损耗、 杂质吸收损耗、 I原子缺陷吸收损耗瑞利散射损耗 结构不完善散射损耗 非线性效应散射损耗r弯曲损耗 连接损耗 耦合报耗16、什么叫光纤色散？光纤色散对通信会造成什么影响？光信号在光纤中传输时不仅由于光纤损耗而使光功率变小，波形也会变得越来越失真。光信 号通过光纤传播期间，波形在时间上发生展宽的现象称为光纤色散。光纤色散使输入的光信号在光纤传输中展宽到一定程度，就会产生码间干扰，增加误码率， 从而限制了通信容量。17、光纤色散的种类有哪此？什么叫光纤的槿式色散？什么叫光纤的材料色散？什么叫波 导色散？模间（模式）色散色散种类3I模内色散Y材料色散波导色散偏振色散高阶色
13、散模式色散：在多模光纤通信中光信号是有很多模式携带的，不同的模式传送的相位常数不同，而引起的色散。材料色散：由于材料折射率随光波长非线性变化引起的色散。波导色散：由于光波导的结构（即光纤结构）而引起的色散。18、什么叫色散位移光纤？它有什么好处？如果合理地设计光波导的结构就可以把零色散波长位移到1.55pm附近，这样1.55pm附近色散也最小，利用这种原理制成色散位移光纤。对长距离大容量的光纤通信r分有利19、什么是单模光纤的偏振特性？什么叫单模光纤的偏振模色散实际生产的单模光纤，由于结构上的缺陷其形状不可能是理想的轴对称分布，折射率和应力分布的不均匀性会导致 LP01x和LP01y模式的简并性受到破坏，两个模式的传输常数3 x和3 y不同，因此会产生色散。这种色散称为偏振模色散。偏振甘也在电澳光纤传输中的基膜Z%是相互垂直的两个横式工耳和AP在理想的粕对称电模光线中，这两个模式相1简语即具有相同的传播常数。.偏源模色散；实际的光纤.它的形状不可能是理想的他对称分布，折射率和网力分布的不均匀性，将会导致两 个模式的荷井性受到破坏,两个模式的传输相位常教也和也不同因此会产生色散,这种色散就称为偏提模
