光纤光学习题集
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。
光纤光学书后部分习题解答
光纤光学课后作业题参考答案第一章1-100sin NA n ϕ=0ϕ——孔径角表示光纤集光能力的大小当光纤与光源耦合时，表示耦合效率的大小,只决定于折射率，与几何尺寸无关,NA 越大，偶和效率越大；NA 越大，通信容量降低。
影响因素：光纤弯曲（与纤芯距离有关，距离越近，NA 越大）光纤端面倾斜（NA 增大）光纤为圆锥形（小端NA 大）1-12对于子午光纤有汇聚作用：折射率平方率分布（表达式）双曲正割分布（表达式）对斜光线有汇聚作用： 螺旋光线（表达式）对表达式的要求：会分辨那个表达式是哪种分布1-14模式：波导方程的本征解，它是离散的特点：稳定性，有序性，叠加性，正交性1-15222V U W =+U 反映导模在纤芯区驻波场模的振荡频率W 反映导模在包层中的消逝场衰减速度V 归一化频率导模的截止：除基模外，其他导模都可能在一个V 值以下不允许存在。
截止条件：0W → ，U V →远离截止：电磁场能量完全闭锁在纤芯中远离截止条件：W →∞ ，V →∞ ，U 有限1-17结构上：单模光纤纤芯直径小，芯皮折射率差小，多模光纤纤芯直径大，芯皮折射率差大传输特性上：单模光纤传输一种模式，多模光纤传输多种模式1-18纤芯半径a ：光纤结构特性基模模场半径0s ：基模场振幅衰减到最大值1/e 处场分布半宽度必要性：对于多模光纤，传输能量大小用数值孔径来衡量，而对于单模光纤，光有纤芯半径a 还不够，其基模模场半径0s 必须清楚，其传输能量大小靠0s 来衡量更为准确。
第二章2-1多模光纤：多模色散，波导色散，材料色散大小：多模色散>波长色散单模光纤：波导色散，材料色散，偏振色散大小：材料色散>波导色散多模色散：个模式群速度不同产生的色散波导色散：群速度对于频率（波长）不为常数，光源有一定光谱宽度。
材料色散：折射率随入射光频率的变化而变化。
偏振色散：由于光纤轴不对称性，两个正交的偏振模有不同的群延迟。
波导色散和材料色散总称波长色散2-2损耗由散射损耗和吸收损耗两部分组成。
《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。
光纤光学课后习题答案
w.
kh da w. co m
课 后 答 案 网
optic cables don’t lose as much signal (information) as other kinds of medium. c. Low Power. Optical fiber signals are created using low-power transmitters. So it saves money for users and providers. d. Digital Signals. Computer networks need digital information, since fiber optic cables send information digitally; they are the best thing to use for computer networks. e. Less Expensive. This is because many miles of optical cable are easier and less expensive to install than the same amount of copper wire or cable.
ww
3.5 Solution:
equality would not affect the sequence a bit. For another, if we view the air (water or something else) as a new cladding, that is, the core and cladding to be the new core as a whole for n1 = n2 , since n1 > nair , it would not act against the propagation of the beam.
光纤光学课后答案
光纤光学课后答案【篇一：光纤应用习题解第1-7章】>1．详述单模光纤和多模光纤的区别（从物理结构，传播模式等方面）a：单模光纤只能传输一种模式，多模光纤能同时传输多种模式。
单模光纤的折射率沿截面径向分布一般为阶跃型，多模光纤可呈多种形状。
纤芯尺寸及纤芯和包层的折射率差：单模纤芯直径在10um左右，多模一般在50um以上；单模光纤的相对折射率差在0.01以下，多模一般在0.01—0.02之间。
2．解释数值孔径的物理意义，并给出推导过程。
a:：na的大小表征了光纤接收光功率能力的大小，即只有落入以m为半锥角的锥形区域之内的光线，才能够为光纤所接收。
3．比较阶跃型光纤和渐变型光纤数值孔径的定义，可以得出什么结论？a：阶跃型光纤的na与光纤的几何尺寸无关，渐变型光纤的na是入射点径向坐标r的函数，在纤壁处为0，在光纤轴上为最大。
4．相对折射率差的定义和物理意义。
n12-n22n1-n2a：d=2n12n1d的大小决定了光纤对光场的约束能力和光纤端面的受光能力。
5．光纤的损耗有哪几种？哪些是其固有的不能避免，那些可以通过工艺和材料的改进得以降低？a：固有损耗：光纤材料的本征吸收和本征散射。
非固有损耗：杂质吸收，波导散射，光纤弯曲等。
6．分析多模光纤中材料色散，模式色散，波导色散各自的产生机理。
a：材料色散是由于不同的光源频率所对应的群速度不同所引起的脉冲展宽。
波导色散是由于不同的光源频率所对应的同一导模的群速度不同所引起的脉冲展宽。
多模色散是由于不同的导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度所引起的脉冲展宽。
7．单模光纤中是否存在模式色散，为什么？a：单模光纤中只传输基模，不存在多模色散，但基模的两个偏振态存在色散，称为偏振模色散。
8．从射线光学的观点计算多模阶跃光纤中子午光线的最大群时延差。
a：设光纤的长度为l，光纤中平行轴线的入射光线的传输路径最短，为l；以临界角入射到纤芯和包层界面上的光线传输路径最长，为linfc。
光纤光学_刘德明_主观题3
说明试题中所用常数取：已知c=3×108m/s
一．简答题（回答要点，并简明扼要作解释。
每小题8分，共32分）
1、什么是光的全反射现象？
2、光在光纤中是怎样传播的？
3、什么是光纤中的传输模式？
4、光纤具有哪些参数？
5、140Mb/s单模光纤通信系统的线路为5B6B码，工作于1.31μm，光源线宽5nm，光纤色散系数3ps/km.nm，试计算其最大中继距离。
6、光纤通信系统的发射光功率为0.1mw，工作速率为100Mb/s，工作于1.31μm，光纤损耗系数为1dB/km，光纤两端的连接器损耗各为1dB，光纤每隔2km的接合损耗为0.2dB，接收机灵敏度为100nw。
试计算其最大传输距离。
7、为什么（9.1）式不能简单地用来描述多模光纤中的衰减？
8、什么是多模光纤的稳态损耗系数？试写出它的表示式，和它成立条件。
9、什么是光合波器、光分波器？
10、光时域反射计中为什么要进行平均化处理？。
（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。
光纤光学总复习 经典习题,做的不仅仅是习题而是教你知识的重点39页PPT
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢ห้องสมุดไป่ตู้ 走到底 ，决不 回头。 ——左
光纤光学总复习 经典习题,做 的不仅仅是习题而是教你知
识的重点
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温
42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚
43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊
44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
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。
第四章：1. 为什么光纤要采用“芯包结构”？2. “单模光纤”中有几个导模？如果要求光纤只传输一个导模, 应如何设计光纤?3. 简述波动光学分析方法的基本思路.说明从麦克斯韦方程到波导场方程三次分离变量的理论依据。
光纤光学课后习题答案
6.7 Solution:
a. Because the demands for the speed and quality of communications is insatiable, and any type fiber, including DSF, will never be an end for eliminating dispersion, so we need to cope with dispersion by better means. b. There are methods such as dispersion compensation and soliton.technology.
2
w.
(b) NA= 0.275 ,
Loss ang = −10 lg[1 − 8n sin θ /(3πNA)] = 0.s end = −10 lg[1 − Z ⋅ NA /( 2an)] = 0.019dB
λ = 1310 nm ,n=1.467
Loss ang = −10 lg{exp[−(nπw0 sin θ / λ ) 2 ]} = 2.85d B
6.9 Solution:
6.16 Solution:
a. SPM which stems from the fact that different parts of a propagating pulse have different levels of power is a limitation in a single-channel system while XPM is in a multichannel system whose modulation is induced by the power of the adjacent channel. b. Soliton is a pulse which is able to keep its shape and width steady as a result of mutual compensation of dispersion-broadening and self-phase-modulated narrowing processes.
光纤光学练习题
光纤光学练习题(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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、km；B、km；C、km；D、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。
光纤光学课后习题答案
光纤光学课后习题答案【篇一：光纤通信课后答案人民邮电出版社】ass=txt>第一章基本理论1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么？答：当归一化频率v小于二阶模lp11归一化截止频率，即0＜v＜2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响？答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散？解释其含义。
答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。
（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。
（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响？答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类？答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。
12、光缆由哪几部分组成？答：加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点：巨大带宽（200thz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。
*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。
引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。
*、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。
引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。
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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。
第四章：
1. 为什么光纤要采用“芯包结构”？
2. “单模光纤”中有几个导模？如果要求光纤只传输一个导模, 应如何设计光纤?
3. 简述波动光学分析方法的基本思路.说明从麦克斯韦方程到波导场方程三次分离变量的理论依据。
4. 波导场方程具有什么样的数学特征？
5. 模式的内涵是什么？在单模光纤中能否激励起LP11模式？为什么？
6. 从射线方程分别定性说明光线在SIOF和GIOF中的轨迹曲线。
7. 从广义折射定理说明为什么光线总是向折射率高的区域弯曲。
8. 说明光纤数值孔径的物理意义。
9. 说明内散焦面、外散焦面和辐射散焦面的物理意义。
10. SIOF中子午光线的内、外散焦面半径各是多少？
1. 子午光线的主要特征是什么?
2. 推导SIOF数值孔径表达式; GIOF的数值孔径有何不同?
3. 为什么GIOF又称为“折射型”光纤？
4. GIOF中光线角向运动有何特点？
5. 分别说明约束光线、隧道光线和折射光线的特点。
6. 分别说明导模、漏模和辐射模的场分布特点。
7. 简述三种光线与三类模式的对应关系。
8. 说明传播常数β有何物理意义。
9. 说明V、U、W的物理意义。
10. 在什么条件下可以唯一确定光纤中的模式？
1. “纵横关系式”有何作用？
2. 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。
3. SIOF中波导场方程具有什么数学特征？
4. 在SIOF中如何求波导场方程的解？
5. 写出SIOF中推导本征值方程的主要数学步骤。
6. 导模截止与远离截止的物理意义是什么?写出SIOF中TE01、TE02、TE03在临近截止和远离截止时的本征值。
7. 写出SIOF中模式数目与V值的关系式。
8. 根据SIOF色散曲线分析，在V=4.5时有那几个模式存在？总模式数目是多少？并与模式数估算公式的结果比较。
9. SIOF与GIOF中哪个导模数目更多？
10. 为什么单模条件Vc<2.405只适应于SIOF？平方率光纤单模条件Vc是多少?
1. 弱导光纤中组成线偏振模式的理论依据是什么？
2. 为什么LP0m模式只有两重简并？
3. 实际光纤中传播的模式是线偏振模式吗？为什么？
4. 画出LP6,8模式场分布示意图。
5. 高阶模式与低阶模式哪个输出角度大？
6. 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。
7. 说明高斯近似最大激发效率判据的物理意义。
8. 说明等效阶跃光纤近似的物理意义。
9. 已知平方率分布光纤V=2，求基模模场半径。
10. 写出平方率分布光纤中LP10,15模式的本征值。
第五章：
1.一光纤长220公里，已知光纤损耗为0.3dB/km，当输出光功率为
2.5 µW时，输入光功率为多少？
2.光纤的损耗能否降为零？为什么？
3.已知一光纤对于1310nm波长是单模传输，当传输850nm波长和1550nm波长的光波时，其色散特性有何不同？对于光纤通信会产生什么影响？。