(完整版)光纤光学练习题
光纤光学试题-期中
一、选择题1 下面关于光纤分类的描述错误的是：（）A、按传输的偏振特性分类可以分为非保偏光纤和保偏光纤；B、按光纤材料分类可分为石英、塑料和红外光纤；C、按光纤折射率分布分类可以分为单模光纤和多模光纤D、按光纤用途分类可分为普通光纤和特种光纤。
2 光纤中关于模式论述正确的是：（）A、光纤中存在TEM、TE、TM以及混杂模；B、不同模式对应的光波频率不一样c、不同的模式可有相同的本征值；d、光纤单模传输条件是Vc<2.405；3 下列说法正确的是：（）A、若光纤的截止波长1350c nmλ=，则波长为1310nm的光可以在光纤中实现单模传输。
B、SIOF中基模截止时对应的归一化频率为2.405；C、光纤的芯径增大光纤支持的模式数增多D、光纤中传输的模式之间具有正交性4 下列说法正确的是：（）A、每个lmLP模都具有四重简并；B、V=4时SIOF中传输的导模总数是8 ；C、0mLP模的中心一定为亮斑；D、偏斜光线的数值孔径小于子午光线；5 下面关于光线传输理论正确的是：（）A、倾斜光线行进中始终不会与纤轴相交；B、阶跃折射率光纤可用于传输图像；C、GIOF的传输带宽小于SIOF；D、存在一种折射率分布能够使得各种不同的光线都能会聚起来6 下面关于GIOF的描述错误的是：（）A、GIOF光纤端面不同的位置数值孔径不同，纤轴处数值孔径最大；B、GIOF中导模对应分立的本征值，辐射模对应连续的本征值；C、GIOF中只有平方率分布的光纤的光场具有解析解；D、GIOF中折射率不同会导致光场的振幅与相位剧烈变化；7 下列说法中错误的是：（）A、子午光线在光纤端面投影线为过圆心的直线；B 三角折射率分布光纤，g=1,V=12则其支持传输的模式总数近似为24；C、平方率分布光纤的场解是高斯函数；D 、LP 11模式对应的精确模式有三个。
8 下列说法错误的是（）A 、场的归一化传播常数b 的取值范围是01b ≤≤；B 、在弱导波导的特征方程中,W 是导模的径向归一化衰减常数；C 、0W →时导模截止，W →∞时导模远离截止；D 、U 值反映了导模在芯区驻波场的横向振荡频率。
光纤光学自测题Word版
试题中所用常数取：已知c=3×108m/s一．选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个或多个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。
答案选错或未选全者，该题不得分。
每小题2分，共16分）1．光纤通信的三个工作窗口中，对于常规光纤，最低损耗窗口是______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μm D1.55μm2．常规单模光纤的三个工作窗口是_______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm3．光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是_______A 弯曲损耗B OH—吸收C 过度金属离子吸收 D 瑞利散射4．数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的?________A NA越大，光纤的收光能力越大B NA越大，光纤的收光角越大C NA越大，光源与光纤的耦合效益越高D NA越大，多模光纤的模式色散越小5．有关光纤的色散曲线，下列哪一个命题是错误的______A 一个模式都有自己对应的截止频率B 光纤归一化频率V越大，光纤中存在的模式越少C HE11模是唯一不能截止的模式D 紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模6．单模光纤不存在以下哪几种色散?______A 模式色散B 材料色散C 波导色散D 偏振模色散7．谱宽为4nm的光脉冲，在某单模光纤中传输50km后，脉冲在时域上展宽3000ps，该光纤总色散系数为多少？______A 60ps/nm. km dBmB 15 ps/nm. kmC 750 ps/nm. kmD 2800 ps/nm. km8．某阶跃多模光纤纤芯与包层折射率分别为n1=1.6，n2=1.584，该光纤每公里因模式色散所引起的最大时延差Δτm为多少ns/km？_______A 68B 40C 53.3D 239．某阶跃多模光纤，纤芯折射率n1=1.5，相对折射率差Δ=0.01，工作波长λ0=0.85μm，芯径2a=50μm，该光纤中模数量M为多少？________A 768B 400C 532 D12310．相干光波必须满足的条件包括______A 相干光波的频率必须相同B 相干光波的相位差必须恒定C 相干光波的振动方向必须一致四．计算题（要求写出主要计算步骤及结果。
光纤光学往年试题及参考答案
光纤光学（往年考题仅供参考）填空：三个载波波长多模光纤LED光源单多并存LD单模掺铒激光器单，多模光纤区别单模光纤传输一种模式，纤芯直径小，芯皮折射率差小；多模光纤传输多种模式，纤芯直径大，芯皮折射率差大单根光纤结构纤芯、包层、保护层完美条件下光纤材料损耗下限由哪两部分组成瑞利散射和本征吸收波长色散由什么叠加，与什么成正比是波导色散和材料色散的叠加，与光源谱宽成正比光纤与光源耦合的两者匹配参量光纤：芯径，数值孔径，截止波长，偏振特性光源：发光面积，光束发散角，光谱特性，输出功率，偏振特性光纤固定连接技术三环节1.端面的制备；2.光纤的对准调节；3.光纤接头固定光纤隔离器与相位调制器运用的效应光纤隔离器：法拉第效应；相位调制器：kerr效应掺杂光纤激光器掺杂元素对应波长Nd：，，Er：其中和为三能级系统，和为四能级系统多模光纤连接损耗轴偏离（横向）两光纤端面之间的间隙（纵向）两光纤轴之间的倾斜（角向偏移）光纤端面不完整性（弯曲和倾斜）光纤种类不同（芯径和折射率不同）光纤光栅概念光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，在纤芯内形成空间相位光栅，器作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜名词解释：基模模场半径基模场振幅衰减到最大值1/e 处场分布半宽度光孤子满足光纤非线性薛定谔方程的一种孤立波解，这种解表示光脉冲在光纤中传输时的形状、幅度和速度都不变光纤的损耗光纤损耗大致分为具有的固有损耗和光纤制造后由使用条件造成的附加损耗。
具体来说，固有损耗指因光纤制造和光纤材料引起的光纤传输损耗；附加损耗包括光纤使用过程中的弯曲，以及构成光纤系统时因光纤耦合而产生的损耗。
问答：半导体激光器与单模光纤直接耦合效率低的原因如何提高LD 发出的光在空间是窄长条，长约几十微米，宽约零点几微米，其远场图是一个细长的椭圆。
对此，对于多模光纤其芯径大，能接收，但其角分布只有十几度，而LD 光的发散角在x 方向约5~6o ，在y 方向约40~60o ，光纤接收不进去，即为困难所在。
光纤光学作业精选全文
可编辑修改精选全文完整版Homework 11. 用射线方程求出各向同性介质中光线轨迹。
解：由射线方程 对于各向同性介质，n 是一个常数，即其轨迹函数表明光线在各向同性介质中传输时轨迹是直线。
2. 导出折射率平方律分布的渐变型光纤射线方程，并求其光纤中光线轨迹。
解：由射线方程：由于光纤折射率仅以径向变化，沿圆周方向和z 轴方向不变， 与z 无关，与径向r 有关，所以由折射率平方律分布型函数：通解为：3. 从麦克斯韦方程组出发，导出磁场的波动方程。
)()(r n dz rd n dz d ∇=⇒=0)(dz r d n dz d C dz r d n = bz nC r += )()(r n dz r d n dz d ∇=drdn r n ˆ=∇⇒=dr dn r dz r d n ˆ22 r drdn n dz r d ˆ122= r an dr dna r n n 2])(1[2020∆-=⇒∆-=∆⋅-=∴20222a n r n dz rd )2()2()(21z aCos C z a Sin C z r ∆+∆=4. 计算突变型多模光纤中最大时延。
Homework 21.证明（说明）光波导中不可能存在TEM模。
2.什么是TE、TM模式？什么是HE、EH模式？它们与本征值方程的关系是什么？3.简述u，w，V的定义及物理意义。
homework 31.一光纤的纤芯折射率为1.52，包层折射率为1.45，则其数值孔径为多少？2. 对于芯径为8um的阶跃折射率单模光纤，纤芯折射率为1.5，包层折射率为1.495，截止波长为多少？3. 衰减为0.3dB/km，长为100km的光纤，在输出端得到的光占输入光能的百分比为多少？Homework 41.简述色度色散，模间色散和偏振模色散的概念。
（请看ppt）2.简述光纤损耗的机制。
3.说明利用材料色散与波导色散制作色散位移光纤的原理。
答：对于石英系光纤，其材料色散（）在=1.3um附近为零，在<1.3um时材料色散为正，在大于1.3um时，材料色散为负。
光纤光学复习题答案
光纤光学复习题答案1. 光纤光学中，光信号在光纤中传输的基本原理是什么？答案：光信号在光纤中传输的基本原理是全内反射。
当光信号从光纤的中心轴向侧面传播时，由于光纤的折射率分布特性，光线会在光纤的内壁上发生全内反射，从而使得光信号能够在光纤内沿轴向方向传播。
2. 光纤的折射率分布有哪些类型？答案：光纤的折射率分布主要有三种类型：阶跃型、梯度型和W型。
阶跃型光纤的折射率在纤芯和包层之间有一个突变；梯度型光纤的折射率从纤芯到包层逐渐变化；W型光纤的折射率分布则呈现出W形状，即在纤芯和包层之间有多个折射率变化区域。
3. 光纤通信中，单模光纤和多模光纤的区别是什么？答案：单模光纤和多模光纤的主要区别在于它们传输光信号的模式数量。
单模光纤只能传输一个模式的光信号，而多模光纤可以传输多个模式的光信号。
单模光纤具有较高的带宽和较低的色散，适用于长距离传输；多模光纤则适用于短距离传输，成本较低。
4. 光纤通信中，色散是如何产生的？答案：光纤通信中的色散主要是由于光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，导致不同波长的光信号在光纤中传播速度不同，从而产生时间延迟，这种现象称为色散。
色散可以分为材料色散和波导色散，材料色散与光纤材料的折射率特性有关，波导色散与光纤的几何结构有关。
5. 光纤通信中，衰减是如何产生的？答案：光纤通信中的衰减主要是由于光纤材料的吸收和散射造成的。
吸收衰减是由于光纤材料对光信号的能量吸收，导致光信号强度减弱；散射衰减是由于光信号在光纤内部的散射作用，使得光信号的能量分散，导致光信号强度降低。
此外，光纤的弯曲、连接和接头也会引起额外的衰减。
6. 光纤通信系统中，常用的光纤连接器有哪些？答案：光纤通信系统中常用的光纤连接器包括FC、SC、ST、LC、MU和MPO等类型。
FC连接器采用螺纹连接，具有较好的连接稳定性；SC连接器采用卡槽式连接，安装方便；ST连接器采用卡口式连接，操作简便；LC连接器体积较小，适用于高密度连接；MU连接器适用于微型光纤；MPO连接器则适用于多芯光纤的连接。
《光纤光学》考试试卷
《光纤光学》考试试卷第一部分：选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 光纤光学中指标超出空气的光速的物质称为：A. 折射率B. 显色体C. 空气D. 芯层2. 光纤中传播模式的个数是：A. 1B. 2C. 3D. 43. 光纤通信中，哪种光纤主要用于跨越短距离和家庭网络连接？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 填充光纤D. 双奈米光纤4. 光纤通信中功率损失的主要原因是：A. 摆动噪声B. 衍射C. 离子杂质D. 光纤延长5. 在单模光纤中，光的彗星角越小，损失就越小。
A. 对B. 错6. 光纤激光器的放大介质是：A. 气体B. 稀土离子掺杂的固体C. 半导体D. 液体7. 光纤中，信号传播的速度是：A. 不变的B. 随频率增加而变快C. 随频率增加而变慢D. 频率无关的8. 常用的光纤连接方式有：A. 片式B. PC（Physical Contact）C. UPC（Ultra Physical Contact）D. APC（Angled Physical Contact）E. 所有上述9. 多模光纤中，相位匹配特性指的是：A. 在所有波长下的色散相等B. 可调谐激光器中心波长与激光滤波器的带宽相等C. 所有波长下损失相等D. 所有波长下光速相等10. 折射率的大小和介质有关，而和波长无关。
A. 对B. 错第二部分：填空题（每空 2 分，共 20 分）1. 光的折射定律公式是：n1 _____θ1 = n2 _____θ22. 光纤光学技术主要包括三个方面：_______、________和________。
3. 单模光纤的芯层直径通常在_________um范围内。
4. 在光纤通信系统中，功率衰减的主要原因是信号在光纤里传输时______损耗、_______和_______损耗。
5. 放大器是光纤通信中常用的一种器件，光纤激光器的放大介质是__（填空）___。
第三部分：计算题（每题 10 分，共 20 分）1. 一条单模光纤的芯层直径约为10μm。
光纤光学_刘德明_客观题5
说明试题中所用常数取：已知c=3×108m/s一．选择题（下列各题四个备选答案中只有一个正确答案，请将其代号写在题干前面的括号内。
每小题1分，共10分）1．下列哪个不是光纤通信的工作窗口______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm2．与IM-DD系统相比,下列哪个不是相干光通信的优点_______A 可使用多种调制技术B 光接收机灵敏度高，中继距离长C 可充分利用光纤的低损耗波谱,增加通信容量D 对光载波的相干性要求高3．发展中的第四代光通信是指_______A 短波长光通信B 长波长1.31μm的多模光纤和单模光纤通信系统C 长波长1.55μm单模光纤通信D 相干光通信4．一张普通纸的厚度是0.003cm,与直径为50μm的圆柱光纤比较，前者是后者的________A 0.06倍B 0.6倍C 6倍D 60倍5．在光纤通信三个窗口中,对于常规光纤，零色散窗口是______A 0.85μmB 1.31μmC 1.40μmD 1.55μm6．数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的______A NA越大,光纤的收光能力越大B NA越大,光纤的收光角越大C NA越大，光源与光纤的耦合效率越高D NA越大,多模光纤的模式色散越小7．有关光纤的色散曲线，下列哪个命题是错误的______A 一个模式都有自己对应的截止频率B 光纤归一化频率越大,光纤中存在的模式越少C HE11模是唯一不能截止的模式D 紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模8．某单模光纤损耗系数为0.3dB/km，入纤功率为3dBm，传输10km后，输出功率为_______A 2.7dBm B- C 1.3dBm D 0dBm9．光纤的宽带与传输码流脉冲展宽之间的关系是：________A 脉冲展宽越宽，光纤带宽越宽B 脉冲展宽越宽，光纤带宽越窄C 脉冲展宽与光纤带宽没有关系D 光纤带宽随脉冲展宽增大先变大后变小10．光纤线路富余度一般取值为______A 0.5dBB 1dBC 1.5dBD 10dB。
光纤试题1
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.不宜在光纤中传输的码型为( )A.CMI码B.HDB3码C.5B6B码D.8B1H码2.已知某Si-PIN光电二极管的响应度R0=0.5 A/W，一个光子的能量为2.24×10-19 J，电子电荷量为1.6×10-19 C，则该光电二极管的量子效率为( )A.40%B.50%C.60%D.70%3.STM-4一帧中总的列数为( )A.261B.270C.261×4D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足( )A.θc13<θ1<θc12B.θ1=0°C.θ1<θc13<θc12D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为( )A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm•kmD.nm/ps•km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达( )A.20 dBB.30 dBC.40 dBD.60 dB7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会( )A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少8.在阶跃型(弱导波)光纤中，导波的基模为( )A.LP00B.LP01C.LP11D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为( )A.λ0≥λCB.λ0<λ CC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm10.EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是( )A.使光信号放大并再生B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
11.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光(电磁波)的传播形式分为三类：一为________波;二为TE波;三为TM波。
光纤光学期末试题及答案
光纤光学期末试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是：A. 铜线B. 玻璃C. 塑料D. 空气答案：B2. 光纤通信中，光的传输模式是：A. 单模B. 多模C. 单模和多模D. 以上都不是答案：C3. 光纤通信中，光的波长通常在哪个范围内？A. 400nm-700nmB. 800nm-1600nmC. 1600nm-2000nmD. 2000nm-3000nm答案：B4. 光纤通信中，光纤的损耗主要是由于：A. 材料吸收B. 散射C. 弯曲损耗D. 以上都是答案：D5. 光纤通信中，光纤的色散主要分为：A. 模式色散B. 材料色散C. 波导色散D. 以上都是答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 光纤的折射率分布通常为_________型。
答案：阶跃2. 光纤通信中，_________色散会限制光纤通信的传输距离。
答案：材料3. 光纤通信中，_________色散会限制光纤通信的传输速率。
答案：模式4. 光纤通信中，光纤的损耗系数通常用_________来表示。
答案：dB/km5. 光纤通信中，_________是光纤通信系统中的关键组件之一。
答案：光放大器三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信的基本原理是利用激光作为载波，通过光纤传输光信号，实现信息的传输。
2. 光纤通信有哪些主要优点？答案：光纤通信的主要优点包括传输距离远、传输速率高、抗电磁干扰能力强、保密性好等。
3. 光纤通信中，如何减少光纤的损耗？答案：减少光纤损耗的方法包括使用高纯度材料、优化光纤结构设计、使用波分复用技术等。
4. 光纤通信中，如何减少光纤的色散？答案：减少光纤色散的方法包括使用单模光纤、优化光纤折射率分布、使用色散补偿技术等。
四、计算题（每题10分，共20分）1. 已知光纤的损耗系数为0.2dB/km，计算1000km光纤的总损耗。
答案：总损耗= 0.2dB/km × 1000km = 200dB2. 已知光纤的色散系数为17ps/(nm·km)，计算波长为1550nm的光信号在100km光纤中的色散。
光纤光学_刘德明_光电学院二00一级《光纤光学》期末考试试卷
华中科技大学光电学院二00一级《光纤光学》期末考试试卷（半开卷）专业：班级：姓名：学号：（说明试题中所用常数取：已知c=3×108m/s一、选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个或多个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。
答案选错或未选全者，该题不得分。
每小题2分，共12分）（D）1 光纤通信的三个工作窗口中，对于常规光纤，最低损耗窗口是：A、0.85μm；B、1.31μm；C、1.40μm；D、1.55μm （ABD）2 常规单模光纤的三个工作窗口是：A、0.85μm；B、1.31μm；C、1.40μm；D、1.55μm （D）3 光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是：A、弯曲损耗；B、OH—吸收；C、过度金属离子吸收；D、瑞利散射（D）4 数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的？A、NA越大，光纤的收光能力越大；B、N A越大，光纤的收光角越大；C、N A越大，光源与光纤的耦合效益越高；D、NA越大，多模光纤的模式色散越小（B）5 有关光纤的色散曲线，下列哪一个命题是错误的？A、一个模式都有自己对应的截止频率；B、光纤归一化频率V越大，光纤中存在的模式越少；C、H E11模是唯一不能截止的模式；D、紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模（A）6 单模光纤不存在以下哪几种色散？A、模式色散；B、材料色散；C、波导色散；D、偏振模色散二、填空题（共10分）1 光纤由纤芯、包层、套层三层构成，其中 套层一般由高损耗的材料制成，起到保护光纤的作用。
2 当光纤芯径»λ（或远大于工作波长）时，可将光波近似看成一根根光线，采用几何光学方法分析光波在光纤中的传播特性。
光纤的数值孔径NA 越大，其收光能力越强。
3 光纤的色散主要有模式色散、材料色散、波导色散三种形式。
4 单模光纤的芯径比多模光纤的芯径细。
对于相同材料、相同折射率差的多模光纤，芯径越细，模式数目越少。
光纤光学模拟题
课程名称光纤光学专业班级光信科0401－03I.Concepts（30%）1.The wavelength (or frequency) of Rayleigh scattering of atoms is (2 points) to the wavelength of the incidengt light，and the intensity is (2 points) to that of the incident light。
Since the (2 points) wavelength usually dominates over the visible light，the sky looks (1 points)。
paring with silicon fiber，plastic fiber can be classified to and (2 points)type, according to their materials. The advangtages of plastic fibers are , , (3 points)；disadvangtages are , (2 points)。
3.Attenuation constant equal to (2 points) with unit of (1 points)。
Known the attenuation constant of a glass is 40dB/m，ignoring the reflection loss, there will still be ％(2 points)of light power after passing through the glass of 1m thickness。
4.NA stands for (2 points), describes the characteristic of (2 points)capabiliity of the fiber, and depends not on the and (2 points) refractive indexes themselves but on their (2 points).II.Calculation（40%）1. A single-mode fiber has an index step n1-n2=0.005. Calculate the core diamter if the fiber has a cutoff wavelength of 1μm. Estimate the spot size (FWHM) of the fiber mode and the fraction of the mode power inside the core when this fiber is used at 1.3μm. use n1=1.45 (10 points)2.Light rays from a multimode graded index fiber, 62.5/125μm, NA = 0.225 incident into another multimode fiber, NA = 0.2, core diameter = 50μm, the mismatch of the core size will cause a large loss. Calculate the loss caused by the NA misalignment. Suppose the light power distribution over the area is symmetrical, calculate the loss caused by the area mismatch. (8 points)3.What are the intermodal and intramodal dispersions? A multimode fiber with a 5μm core diameter is designed to limit the intermodal(modal) dispersion to 10ns/km. What is the numerical aperture of this fiber? Use 1.45 for the refractive index of the cladding. (12 points)4. A 1.3μm optical transmitter is used to obtain a digital bit stream at a bit rate of 2 Gb/s. calculate the number ofphotons contained in a single 1 bit when the average power emitted by the transmitter is 4mw. Assume that the 0 bit carry no energy. (10 points)III.Explaination (30%)According to the data sheet given below,(1)What is NZ-DSF fiber? Which specific ITU-Tarticle is for NZ-DSF (such as G651 formultimode fiber) (6 points)?(2)What operating wavelength this fiber is designedfor? (4 points)(3)Describe the spectal attenuation graph in detail.Please explain why the lowest loss appereared atwavelength of 1550nm. (10 points)(4)Explain the cause for each type of dispersion inthis fiber. What the total designed dispersion ofthis fiber and give the results? (10 points)The Standard for Long-Haul NetworksIn the race to satisfy the global demand for telecommunicationsbandwidth, the need for technically advanced, high-capacitynetworks is paramount. Since 1998, the world has relied onCorning LEAF optical fiber to transmit information at higherbit rates and over longer distances than ever before. CorningLEAF optical fiber is:* The world’s first large effective area, non-zerodispersion-shifted fiber (NZ-DSF)* Optimized for long-haul and high-data-rate metro networks* The world’s most widely deployed NZ-DSF* The industry leader in polarization mode dispersion (PMD)specifications, enablingevolution from today’s 10 Gb/s networks to the 40 Gb/s systemsof the future* Th e world’s first low-water-peak NZ-DSF* In compliance with the industry’s most stringent requirements,including:• ITU-T G.655 (Tables A, B, C, D)• IEC Specifications 60793-2-50 Type B4• TIA/EIA 492-EA00• Telcordia’s GR-20Telecommunications networks require high capacity and broadsystem flexibility in order to compete today and to meet thechallenges of tomorrow. The technological strength of CorningLEAF optical fiber provides an advanced foundation for today’ssophisticated networks and those of the future.PI1107 | Issued: July 2006 | Supersedes: March 2005 | ISO 9001 Registered。
光纤测试题及答案
光纤测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是：A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波2. 光纤的传输损耗主要来源于：A. 材料吸收B. 材料散射C. 连接损耗D. 所有以上3. 光纤通信中，单模光纤的模式数量为：A. 1B. 2C. 多于2D. 没有模式4. 光纤的折射率分布通常有哪几种类型？A. 单模B. 多模C. 阶跃型D. 渐变型5. 光纤通信系统的主要优点不包括：A. 传输距离远B. 抗干扰能力强C. 易于安装维护D. 传输速率低6. 下列哪项不是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 金属光纤7. 光纤的连接方式不包括：A. 机械连接B. 热熔连接C. 冷接连接D. 无线连接8. 光纤通信系统中，光纤的端面清洁非常重要，主要原因是：A. 防止信号衰减B. 避免光的散射C. 减少反射损耗D. 所有以上9. 光纤的传输特性通常用哪个参数来描述？A. 带宽B. 衰减C. 折射率D. 长度10. 光纤通信中，光放大器的作用是：A. 放大光信号B. 转换电信号C. 转换光信号D. 过滤噪声答案：1-5 B D A C D 6-10 D D D B A二、填空题（每空1分，共10分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是________。
2. 光纤的折射率分布通常有________和________两种类型。
3. 光纤通信系统的主要优点包括传输距离远、抗干扰能力强、________。
4. 光纤的连接方式包括机械连接、热熔连接、________等。
5. 光纤的传输特性通常用________来描述，它决定了光纤的带宽和传输距离。
答案：1. 光纤 2. 阶跃型、渐变型 3. 易于安装维护 4. 冷接连接 5. 衰减三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述光纤通信的基本原理。
2. 光纤的分类有哪些？答案：1. 光纤通信的基本原理是利用光波在光纤中传播的特性，将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收端，再将光信号转换回电信号，实现信息的传输。
（2）--2007年光纤光学试卷
课程答案网课刷课f ly in g jg h华中科技大学光电学院二00四级《光纤光学》期末考试试卷（半开卷）专业： 班级： 姓名： 学号：一、 多项选择题（下列各题四个备选答案中有一个或多个正确答案，请将其代号写在题目前面的括号内。
答案选错或未选全者，该题不得分。
每小题2分，共30分）（ ）1 光纤通信中C 波段波长范围正确的是：A 、 1365~1530nm ；B 、 1530~1565nm ；C 、 1565~1625 nm ；D 、 830~850nm 。
（ ）2 有关光纤的色散，下列哪些命题是正确的？（多选）A 、 G .652光纤，1550 nm 的光波比1510 nm 跑得快；B 、 正色散导致光脉冲在光纤中传输时被展宽；C 、 色散限制了光纤中信号的传输速率；D 、 负色散导致光脉冲在光纤中传输时被压缩。
（ ）3 有关光纤中传输的模式，下列哪些命题是正确的？（多选）A 、 不同模式对应的光波频率不一样；B 、 高阶模式出射角大；C 、 低阶模式跑得快；D 、 不同模式的横截面能量分布不同。
（ ）4 渐变折射率分布光纤下述论述错误的是：（多选）A 、对于所有光线都具有很好的会聚功能；B 、相对于阶跃射率分布光纤而言，传输带宽大；C 、折射率不同会导致光场的振幅与相位剧烈变化；D 、渐变折射率分布光纤又称为折射型光纤。
课程答案网课刷课f ly in g jg h（ ）5光纤的弯曲损耗，下面的命题正确的有：（多选）A 、 弯曲半径越大，损耗越小；B 、 模场半径越大，损耗越小；C 、归一化频率越小，损耗越大； D 、 场的分布形状不发生变化，只是发生了偏移。
（ ）6 在标准单模光纤中传输1550nm 的光信号，对于光纤通信系统以下论述错误的是：（多选）A 、中继距离增大，速率提高；B 、中继距离增大，速率降低；C 、中继距离减小，速率降低；D 、中继距离减小，速率提高。
（ ）7 以下命题哪些是错误的：（多选） A 、G .653光纤是最理想的光纤； B 、G .655光纤在1550nm 色散为零； C 、OH 根吸收峰无法消除掉；D 、G .652光纤工作在1310nm 波长时，损耗与色散均是通信容量的主要限制因素。
光纤光学基础考试题库07级
武汉职业技术学院2008/2009学年第2学期考试试题库课程名称：光纤光学基础使用院系、班级：光电07级考试时间：30分钟考试地点：光电子技术专业实验室考核形式：[闭]卷，现场抽题、单人考核和团队考核姓名班级学号说明：以下60题为题库，考核方式为现场抽题单人考核1．光纤的分类？用刀片去除光纤涂覆层且写出操作要领。
用游标卡尺测出涂覆层直径、包层直径、裸纤直径。
2．使用电脑在ＷＯＲＤ图片中画出光纤基本结构、标出各部分名称和折射率大小关系，最后打印。
3．阶跃型光纤的折射率分布指数g=？平方律分布（抛物线分布）折射率分布指数g=？分别画出阶跃型光纤和平方律光纤折射率分布示意图，且在图中指出折射率分布与纤芯、包层、涂覆层关系。
4. 陈述“光纤最新技术的发展”5. 单模光纤的纤芯折射率n1＝1.46，包层折射率n2＝1.453，计算此光纤的数值孔径NA？证明 NA≈n216. 团队题：①光斑法测量数值孔径原理与步骤②塑料光缆端面处理③现场用光斑法测量石英光纤数值孔径7．团队题：①强度法测量数值孔径原理与步骤②塑料光缆端面处理③现场用强度法法测量石英光纤数值孔径④如何对芯？8. 下图为强度法测量光纤数值孔径机械结构图，在ＷＯＲＤ图片中画出此图且打印出来调节手柄1强度法测量光纤数值孔径NA 机械结构图9.光纤最大延时差max τ∆？如图为阶跃光纤内子午光线的传播示意图，证明其最大延时差为cn ∆=∆1max τ（其中c 为真空中的光速，Δ＝（n 1－n 2）/n 1， n 1为纤芯折射率，n 2为包层折射率,Φc 为临界角）10. GRIN 的含义？其由什么光纤制成？图文解释GRIN 作用。
用下图中光纤制成的GRIN 的长度为多少？11. 数值孔径NA=0.2的阶跃多模光纤，在λ1=1300nm 波长上支持M 1=1000左右传播模式。
计算（1）其纤芯半径a 为多少？（2）在λ2=1550nm 波长上支持的模式数M 2为多少？12.①证明单模光纤的截止波长∆=221an V cc πλ②某一光纤芯直径4微米，截止波长为1000nm ，则850nm 、1310nm 、1550nm 的光通过此光纤时，何种光源下此光纤是单模光纤？为什么？13.团队题：光纤的损耗有哪些？光纤衰减2种计算公式？现场用剪断法测量光纤衰减并且写出操作步骤、注意事项、测量结果。
光纤试题及答案
光纤试题及答案第一章导论一. 填空1. 光纤通信的通信窗口波长范围为（）。
2. 光纤通信是以（）为载频，以（）为传输介质的通信方式。
3. 光纤通信的最低损耗波长是（），零色散波长是（）。
二. 选择题（有一个或者多个答案） 1. 目前光纤通信常用的窗口有（）。
A、0.85 μmB、2 μmC、1.31 μmD、1.55 μm 2. 目前纤光通信常用的光源有（）。
A、 LEDB、 LDC、PCMD、PDH3. 光纤通信是以光波为载波，以（）为传播介质的通信方式。
A、电缆 B、无线电磁波 C、光纤 D、红外线三. 简答题1. 光纤通信主要有哪些优点？2. 为什么说光纤通信比电缆通信的容量大？参考答案一、1、0.7～1.7μm 2、光波光纤 3、1.55μm 1.31μm 二、1、ACD 2、AB 3、C 三、1、通信容量大，中继距离长，保密性能好，抗电磁干扰，体积小、重量轻、便于施工和维护，价格低廉。
2、光纤通信的载波是光波，电缆通信的载波是电波。
虽然光波和电波都是电磁波，但频率差别很大。
光纤通信用的近红外光（波长约1μm）的频率（约300THz）比电波（波长为0.1m～1mm）的频率（3～300GHz）高三个数量级以上。
载波频率越高，频带宽度越宽，因此信息传输容量越大。
第二章光纤与光缆一、填空1.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。
2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于（）阶电极化率，它是引起（）、（）和（）等现象的原因。
3、光缆大体上都是由（）、（）和（）三部分组成的。
4、散射损耗与（）及（）有关。
5、允许单模传输的最小波长称为（）。
6、数值孔径（NA）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（）。
二、选择（一个或多个答案）1、从横截面上看，光纤基本上由３部分组成：（）、（）、（）。
A、折射率较高的芯区B、折射率较低的包层C、折射率较低的涂层D、外面的涂层E、外面的包层2、单模光纤只能传输一个模式，即（），称为光纤的基模。
光纤光学习题集
第二章：1.设计一种光波导结构，其传光波导层为平板形状,标出折射率结构。
2.从数学上证明，在均匀折射率介质中，光纤轨迹为直线传播。
3.如果已经知道光纤中只允许 1 个模式存在，能否通过外界激励获得 2 个模式传播？4.“纵横关系式”有何作用？5.光场分量的哪一个分量总是独立满足波导场方程？写出该波导场方程式。
第三章：1.几何光学与波动光学的适用条件各是什么?2.产生光内全反射的条件是什么?3.一根空心玻璃管能否传光？为什么？4.光纤纤芯变粗时，允许存在的模式数目如何变化？5.什么是光纤的模式？6.推导波导场方程经历了哪几种分离变量？1.写出 SIOF 中推导本征值方程的主要数学步骤。
2.写出 SIOF 中 TE01、TE02、TE03 在临近截止和远离截止时的本征值。
3.写出 SIOF 中模式数目与 V 值的关系式。
4.根据 SIOF 色散曲线分析，在 V=4.5 时有哪几个模式存在？总模式数目是多少？并与模式数估算公式的结果比较。
5.为什么 Vc<2.405 只适应于 SIOF？6.弱导光纤中组成线偏振模式的理论依据是什么？7.为什么 LP0m 模式只有两重简并？8.实际光纤中传播的模式是线偏振模式吗？为什么？9.画出 LP6,8 模式场分布示意图。
10.高阶模式与低阶模式哪个输出角度大？第四章：1.一根空心玻璃管能否传光？为什么？2.光纤纤芯变粗时，允许存在的模式数目如何变化？3.光纤中传播的光波有何特征？4.推导波导场方程经历了哪几种分离变量？5.本征方程有什么特点？6.模式是什么？7.如何唯一确定一个模式？8.由射线方程推导光线轨迹，只需要知道什么？9.渐变折射率分布光纤中光线如何传播？为什么？1.画出阶跃分布光纤与平方率分布光纤基模场解函数曲线示意图。
2.SIOF 与 GIOF 中哪个导模数目更多？3.已知平方率分布光纤V=2 ，求基模模场半径。
4.写出平方率分布光纤中LP10,15 模式的本征值。
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一、选择题（下列各题四个备选答案中只有一个正确答案，请将其代号写在题干前面的括号内。
每小题1.5分，共30分）1 有关光纤中传输的模式，下列哪一个命题是错误的？A、对于结构参数给定的光纤，其中传输的模式是唯一确定的；B、TE01、TM01和HE21模具有相同的截止频率；C、一个模式都有自己对应的截止频率；D、HE11模是唯一不能截止的模式。
2 光纤中能够支持的模式由光纤波导本身决定，但光纤中能够激励出的模式与很多因素有关，问光纤中实际能够激励出的模式与下列哪些因素无关：A、入射光源的光功率；B、入射介质的折射率；C、光的入射角；D、入射点的位置。
3 主模式号为14的模群中所含的精确模式总数为：A、14；B、26；C、28；D、74 通常将光纤通信划分为三个传输窗口，其主要原因是：A、光纤的弯曲损耗；B、OH—吸收损耗；C、过渡金属离子吸收；D、瑞利散射损耗。
5 线偏振模的模斑为：A、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为暗；B、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为暗；C、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为亮；D、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为亮。
6光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是：A、弯曲损耗；B、OH吸收；C、过度金属离子吸收；D、瑞利散射7 一光信号在光纤中传播了5000m,功率损耗了15%，该光纤的损耗是A、0.14dB/km；B、0.71dB/km；C、0.64dB/km；D、0.32dB/km。
8 对于1330nm的单模光纤，当入射光中心波长为1550nm，光谱宽度为10nm时，不可能存在的色散是哪一个？A、模间色散；B、材料色散；C、波导色散；D、偏振模色散。
9 数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的？A、NA越大，光纤的收光能力越大；B、NA越大，光纤的收光角越大；C、NA越大，光源与光纤的耦合效率越高；D、NA越大，多模光纤的模式色散越小。
10 下列光纤的色散，由小到大的排列次序为：A、多模的GIOF、多模SIOF、单模光纤；B、多模SIOF、多模的GIOF、单模光纤；C、单模光纤、多模的GIOF、多模SIOF；D、多模SIOF、单模光纤、多模的GIOF11 以下那一种是非零色散位移光纤：A、G．655光纤；B、G．653光纤；C、G．652光纤；D、G．651光纤。
12 有关光纤中的色散论述错误的是：A、色散的存在使光纤通信系统的传输速率降低、传输容量变小；B、色散位移的目的是使零色散波长与最低损耗波长一致；C、正色散的光纤使光脉冲展宽，而负色散的光纤使光脉冲压缩，所以，负色散的光纤也成为色散补偿光纤；D、通过适当调整光纤波导的结构参量可使波导色散和材料色散互相抵消。
13 以下关于自聚焦透镜论述错误的是：A、0.25节距的GRIN的物方焦点在透镜入射平面上B、0.25节距的GRIN，同一点离轴入射，出射仍为平行光线C、0.25节距的GRIN，不同入射点的斜平行线入射，出射位置不同；D、自聚焦透镜的长度一般以节距来表示。
14下列光波长不属于通常所说的光纤的三个传输窗口是：A、0.85μm；B、1.31μm；C、1.48μm；D、1.55μm。
15 有关G.652光纤，以下命题哪个是错误的：A、工作在1310nm波长时，损耗是通信容量的主要限制因素；B、工作在1550nm波长时，色散是通信容量的主要限制因素；C、工作在1550nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要限制因素；D、工作在850nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要限制因素；16 标准单模光纤纤芯直径一般为：A、10μmB、10 nmC、80 μmD、100 nm17 关于光纤连接损耗，以下那一种说法是错误的：A、光纤间的连接损耗与光的传输方向无关；B、对于单模光纤，模场半径的不匹配是光纤损耗主要因素；C、通过充以折射率匹配液，可大大降低光纤端面间菲涅尔反射损耗；D、多模光纤的连接损耗可用几何光学进行分析计算。
18 有关光纤光栅的命题，哪一个是不对的：A、光纤光栅的理论基础是模式耦合理论；B、长周期光纤光栅可应用于OADM中；C、长周期光纤光栅可用作EDFA的增益均衡；D、Bragg光纤光栅可应用于光纤激光器中。
19 光时域反射仪（OTDR）不能够完成的功能有：A、光纤端面的判断；B、光纤色散大小的测量；C、光纤断点的判断；D、光纤长度的测量。
20 以下命题哪个是错误的：A、掺铒光纤激光器中谐振腔是不可缺少的；B、EDFA与掺铒光纤激光器的工作机理均为受激辐射；C、EDFA的增益与泵浦功率大小有关；D、EDFA的增益与信号光功率大小无关。
二、简答题（每小题5分，共20分）1、简述光纤中包层存在的必要性。
答：1、与纤芯共同组成光波导，限制光在纤芯内传输。
2、保护纤芯。
2、简述光纤中导模截止和远离截止条件的物理意义。
答：当W趋向0时，场在包层中不衰减，导模转化为辐射模，对应于导模截止。
当W趋向无穷大时，场在包层中不存在，导模场的约束最强，对应于导模远离截止。
3、应用已有的《光纤光学》知识，提高光纤通信容量，应如何完善光纤？答：可从降低光纤色散的角度分析。
4、画出偏振无关隔离器的结构图，并简述其工作原理。
答：光正向传输时，经偏振分光镜分成两束光，两束光经YIG和互易旋光片后，偏振方向如上图所示，径偏振分光镜合束输出。
光反向传输时，由于YIG的非互易性，反响传输的光无法在输出口合束，因而光的损耗大，无法通过。
三、设计题（每小题10分，共20分）1、请用如下器件：980/1550nm的波分复用耦合器、2/8 Y型耦合器、光环形器、Bragg光纤光栅、980nm半导体激光器、一段掺铒光纤，单模光纤若干米，分别构成光纤放大器与激光器，画出结构示意图，并简单介绍工作原理。
答：1）EDFA：工作原理：输入信号与泵浦光在WDM中复用，光信号经EDF介质放大，从3输出，两个环行器起到隔离的作用，以提高EDFA的工作性能。
2）光纤环行器结构如下图所示：980nm的泵浦光激发基态电子产生自发辐射，在EDF中激发新的辐射，经由环行器，由光纤光栅选定波长由3端口输出。
激光波长与泵浦波长由wdm复用继续在EDF中作用，在2/8Y型耦合器，8份继续增益，2份输出。
2、有一卷大约几十公里长的光纤需要测量其长度，现有一段100米可以测试的光纤与需测量的光纤具有相同的参数，试设计三种测量方法用以测量光纤长度。
答：1）切断法测损耗求长度：(1)某一光功率的光源注入待测光纤，测其输出光功率Pout1(2)在距待测光纤入射处2m处切断，测其Pout2（3）由损耗定义：Pout1=2.LPinPout2=2.2Pin所以，L=2.Pout1/Pout2(m)2)背向散射法3）用相同的光源分别输入100米和待测光纤，光源脉宽已知，分别测得两端光纤输出脉冲展宽值,由于两光纤的色散相等，由，得L2，为光源线宽度。
四、计算题(共30分)1、某光纤出现故障，用OTDR仪表进行测量。
OTDR发射的周期性矩形脉冲的宽度10ns，测得光脉冲从光纤始端返回光纤始端的时间为3μs，已知光纤纤芯折射率n1=1.5，（1）问此光纤故障点距始端距离有多长？（2）该OTDR判断故障点的误差为多少？（3）若OTDR能测的损耗范围为32dB,想用它测试78 km的光缆线路，光缆的衰减系数为0.3 dB ／km，问OTDR能否看到末端的衰减曲线？解：1）由L=Ct/（2n）=3*108*3*10-6/（2*1.5）=300m2）ΔL=CΔt/（2n）=+1m3）经总的路程损耗为：0.3dB/km*78*2=46.8dB>32dB所以OTDR不能看到末端衰减的曲线。
2、某抛物线分布光纤，n1=1.5，Δ=0.001，纤芯直径2a=50μm，当用波长λ0=0.85μm的光激励时，试求：（1）光纤的最大数值孔径；（2）光纤的截止波长；（3）基模的模场半径；（4）模式总数。
1）GIOF中的局部数值孔径为当r=0时，2)抛物线型：3)基模模场半径：4）V=12.38,模数M=383、如下图所示为X－型光纤耦合器，工作波长为1.55 m。
若仅由Input1端口注入光功率，从Output1和Output 2端口输出的分别为注入光功率的75％和25％。
耦合器的耦合系数为：，求：（1）在上述耦合分光比下，耦合器的最小耦合长度；（2）若仅从Output1端口注入0dBm光功率，则从Input1和Input 2端口分别输出多少光功率；（3）假设从Input1注入0dBm光功率，Input2输入－3dBm光功率时，分别从Output1和Output2输出多少光功率？解：1）由分光比75%：25%=3：1从“1”耦合到“2”的光功率为sin2（kL）=（1-cos（2kL））/2=1/4所以cos（2kL）=1/2，所以，2kL=pi/3+2kpi,k=0,+1,-1最小耦合长度L=pi/(3.2k)=0.052cm2)x型耦合器有对称型，从output1进入，耦合到input2的为sin2（kL）为1/4，进入input1的有3/4，所以input2输出为1/4mw，input1为3/4mw。
或P01=0dbm=1mw，Pin1=Po1 cos2（kL）=0.75mw=-1.25dBmPin2=Po1 sin2（kL）=0.25mw=-6dBm3)Pin1=1mw,Pin2=0.5mw,Po1=Pin1 cos2（kL）+Pin2 sin2（kL）=0.875mw=-0.58 dBmPo2=Pin1 sin2（kL）+Pin2 cos2（kL）=-2.04 dBm4、光纤中的基模能否被截止，为什么？答：不能。
因为光纤半径不可能为0，入射波长也不可能为无穷大。
四、计算题（要求写出主要计算步骤及结果。
共32分）1、某抛物线分布光纤，n1=1.5，Δ=0.001，纤芯直径2a=50μm，当用波长λ0=0.85μm的光激励时，试求：（共10分）（1）包层折射率n2=？（2）光纤的数值孔径NA=？解：（1）纤芯与包层的相对折射率差n2 = 1.4985（2）光纤的数值孔径2、一光信号在光纤中传播了5000m，功率损耗了85%，该光纤的损耗为多少dB/km？（共5分）解：1．65dB/km3、均匀光纤纤芯折射率n1=1.5，工作波长λ0=1.3μm，芯径2a=10μm，若要保证单模传输，则对相对折射率差Δ有何要求？（共8分）解：<0.00224、一石英光纤，其折射率分布如下：纵向传播常数与归一化频率如下图所示，试计算：（1）该光纤的截止波长；（2）若该光纤工作波长为1 m，将支持哪些模式传输；在忽略模式相互间的作用和光纤总色散的情况下，试分析这些模式在光纤中传输时的先后次序。