《光纤通信》第5章作业答案
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6．采用光栅的结构制作光纤激光器，光栅的作用是？（两点）
答：1）增强模式选择性；2）拉伸光纤光栅可以实现频率的连续调谐。
7．常见的波长变换技术有哪两种？什么全光波长变换技术？
答：常见的波长变换技术主要有光／电／光波长变换技术和全光波长变换技术。全光波长变换技术是在光域内将某一波长的光信号直接变换到另外的一个波长上，避免了光／电转换过程中的“瓶颈问题”，大大提高了变换速率。
A．Er-Yb共掺杂光纤B．采用主振荡器—功率放大器一体化
C．有源反馈技术D．采用共振泵浦
答案：A
6．EDFA的工作波长正好落在（）范围。（）
A．0.8~1.0μmB．1.5~1.53μmC．1.53~1.56μmD．1.56~1.58μm
答案：C
三、判断题
1．EDFA的增益指输出功率与输入功率之比。当铒的浓度超过一定值时，过量铒会产生聚合，引起反转浓度减少，出现增益饱和效应，增益反而降低。（）
答案：受激拉曼光放大器，受激布里渊光放大器
4．常选EDFA泵浦激光的波长为nm和nm。
答案：980，1480
5．EDFA的输入信噪声比与输出信噪比叫。
答案：噪声系数。
6．掺铒光纤激光器的结构包括三部分，分别为：、和。
答案：增益介质，光学谐振腔，泵浦源。
7．光纤激光器的工作条件是增益介质。
答案：粒子数反转。
四、问答题
1．何谓光中继器？光中继器主要分为哪两大类？
答：光中继器是光纤长途线路上每隔一段距离（约50~70km）所设置的用来将经过光纤传输后有较大衰减和畸变的光信号变成没有衰减和畸变的光信号的设备，以便增大光的传输距离。
光中继器分为两类：1.光电光转换型中继器，它将光纤传来的光信号进行O/E/O转换处理，恢复出不失真的光信号，然后送入光纤继续传输；2.全光型中继器，它不采用O/E/O转换方式，而是利用光放大器直接在光域对衰减和畸变了的光信号进行处理。
3．再生器可分为1R、2R和3R，分别是什么意思？
答：1R是指重放大（Re-amplification）；2R是指重放大（Re-amplification）和重整形（Re-shaping）；重放大（Re-amplification）、重整形（Re-shaping）、重定时（Re-timing），其作用是通过放大提高信号幅度、通过整形消除脉冲失真、通过定时去掉脉冲前后沿抖动。
4．根据下图，简述EDFA的工作原理？
答：铒是一种稀土元素， 离子的能级结构如图所示， 为基态， 为激发态， 为亚稳态。在980nm的泵浦光作用下， 吸收980nm的光子，由基态 跃迁至激发态 ，但是 在激发态是不稳定的，激发到 的 很快通过非辐射跃迁到亚稳态 上；在亚稳态上， 有长达10ms量级的寿命，在源源不断地泵浦下，亚稳态上的粒子数积累，从而在亚稳态和基态之间形成粒子数反转分布。
答案：对。
2．EDFA的泵浦功率小时，输出光功率增加很快；随着泵浦功率增大，放大器增益出现饱和，即泵浦功率增加很多，而增益基本保持不变。（）
答案：对
3．SOA可工作在0.85μm，1.30μm，1.55μm三个波长范围。（）
答案：对
4．DBR光栅激光器是直接在掺杂光纤上用紫外光刻写光栅。（）
wenku.baidu.com答案：错
2．目前使用的光放大器有哪几类？
答：（1）非光纤结构型光放大器，主要有半导体光放大器，其机理与半导体激光器相同。（2）光纤结构型光放大器，包括：A非线性光纤放大器，它是利用光纤中的非线性效应而制成，有光纤拉曼放大器、光纤布里渊放大器等，B掺杂光纤放大器，它是利用光纤掺杂离子在泵浦光作用下形成粒子数反转分布，实现对入射光信号的放大作用。例如有掺铒光纤放大器（EDFA）和掺镨光纤放大器（EPFA）等。
答案：B
3．如何使SOA实现粒子数反转？（）
A．光泵浦B．反向偏置电压C．正向偏置电压D．不加电压
答案：C
4．当强泵浦激光注入时，可利用在中发生的交叉增益调制、交叉相位调制和四波混频来制成波长变换器。（）
A．SBAB．EDFA C．EPFA D．SOA
答案：D
5．提高DBR光纤光栅激光器的吸收效率，可用下列哪种方法？（）
5．什么是受激拉曼散射？受激拉曼光纤放大器的工作原理是什么？
答：受激拉曼散射是指入射泵浦光子通过光纤的非线性散射转移部分能量，产生低频斯托克斯光子，而剩余的能量被介质以分子振动（光学声子）的形式吸收，完成振动态之间的跃迁。SRA的工作原理：频率分别为 和 的泵浦光和信号光通过WDM合波器输入至光纤，这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过SRS效应转移给信号光，使信号光得到放大。
第5章光放大器
一、填空题
1．损耗和色散是影响光纤通信最大中继距离的两个重要因素，为保证长途光纤信号传输质量的可靠性，必须要在线路的适当位置设立中继站，传统的中继器采用的是形式的中继器。
答案：光电混合
2．研究最早而推广最慢的光放大器为，目前已投入市场的光放大器是。
答案：半导体光放大器，EDFA
3．常见的非线性效应光放大器有和两种。
8．成对出现的光栅是光栅，把光栅烧入掺杂光纤中的光栅是光栅。
答案：分布布拉格，分布反馈。
9光纤激光器用在和未来的系统中。
答案：DWDM，相干光通信
二、选择题
1．EDFA属于再生器。（）
A．1RB．2RC．3RD．光电混合
答案：A
2．光载波为1550nm，光放大器的泵浦激光波长为，才是共振泵浦。（）
A．980nmB．1480nmC．1310nmC．1400nm
答：1）增强模式选择性；2）拉伸光纤光栅可以实现频率的连续调谐。
7．常见的波长变换技术有哪两种？什么全光波长变换技术？
答：常见的波长变换技术主要有光／电／光波长变换技术和全光波长变换技术。全光波长变换技术是在光域内将某一波长的光信号直接变换到另外的一个波长上，避免了光／电转换过程中的“瓶颈问题”，大大提高了变换速率。
A．Er-Yb共掺杂光纤B．采用主振荡器—功率放大器一体化
C．有源反馈技术D．采用共振泵浦
答案：A
6．EDFA的工作波长正好落在（）范围。（）
A．0.8~1.0μmB．1.5~1.53μmC．1.53~1.56μmD．1.56~1.58μm
答案：C
三、判断题
1．EDFA的增益指输出功率与输入功率之比。当铒的浓度超过一定值时，过量铒会产生聚合，引起反转浓度减少，出现增益饱和效应，增益反而降低。（）
答案：受激拉曼光放大器，受激布里渊光放大器
4．常选EDFA泵浦激光的波长为nm和nm。
答案：980，1480
5．EDFA的输入信噪声比与输出信噪比叫。
答案：噪声系数。
6．掺铒光纤激光器的结构包括三部分，分别为：、和。
答案：增益介质，光学谐振腔，泵浦源。
7．光纤激光器的工作条件是增益介质。
答案：粒子数反转。
四、问答题
1．何谓光中继器？光中继器主要分为哪两大类？
答：光中继器是光纤长途线路上每隔一段距离（约50~70km）所设置的用来将经过光纤传输后有较大衰减和畸变的光信号变成没有衰减和畸变的光信号的设备，以便增大光的传输距离。
光中继器分为两类：1.光电光转换型中继器，它将光纤传来的光信号进行O/E/O转换处理，恢复出不失真的光信号，然后送入光纤继续传输；2.全光型中继器，它不采用O/E/O转换方式，而是利用光放大器直接在光域对衰减和畸变了的光信号进行处理。
3．再生器可分为1R、2R和3R，分别是什么意思？
答：1R是指重放大（Re-amplification）；2R是指重放大（Re-amplification）和重整形（Re-shaping）；重放大（Re-amplification）、重整形（Re-shaping）、重定时（Re-timing），其作用是通过放大提高信号幅度、通过整形消除脉冲失真、通过定时去掉脉冲前后沿抖动。
4．根据下图，简述EDFA的工作原理？
答：铒是一种稀土元素， 离子的能级结构如图所示， 为基态， 为激发态， 为亚稳态。在980nm的泵浦光作用下， 吸收980nm的光子，由基态 跃迁至激发态 ，但是 在激发态是不稳定的，激发到 的 很快通过非辐射跃迁到亚稳态 上；在亚稳态上， 有长达10ms量级的寿命，在源源不断地泵浦下，亚稳态上的粒子数积累，从而在亚稳态和基态之间形成粒子数反转分布。
答案：对。
2．EDFA的泵浦功率小时，输出光功率增加很快；随着泵浦功率增大，放大器增益出现饱和，即泵浦功率增加很多，而增益基本保持不变。（）
答案：对
3．SOA可工作在0.85μm，1.30μm，1.55μm三个波长范围。（）
答案：对
4．DBR光栅激光器是直接在掺杂光纤上用紫外光刻写光栅。（）
wenku.baidu.com答案：错
2．目前使用的光放大器有哪几类？
答：（1）非光纤结构型光放大器，主要有半导体光放大器，其机理与半导体激光器相同。（2）光纤结构型光放大器，包括：A非线性光纤放大器，它是利用光纤中的非线性效应而制成，有光纤拉曼放大器、光纤布里渊放大器等，B掺杂光纤放大器，它是利用光纤掺杂离子在泵浦光作用下形成粒子数反转分布，实现对入射光信号的放大作用。例如有掺铒光纤放大器（EDFA）和掺镨光纤放大器（EPFA）等。
答案：B
3．如何使SOA实现粒子数反转？（）
A．光泵浦B．反向偏置电压C．正向偏置电压D．不加电压
答案：C
4．当强泵浦激光注入时，可利用在中发生的交叉增益调制、交叉相位调制和四波混频来制成波长变换器。（）
A．SBAB．EDFA C．EPFA D．SOA
答案：D
5．提高DBR光纤光栅激光器的吸收效率，可用下列哪种方法？（）
5．什么是受激拉曼散射？受激拉曼光纤放大器的工作原理是什么？
答：受激拉曼散射是指入射泵浦光子通过光纤的非线性散射转移部分能量，产生低频斯托克斯光子，而剩余的能量被介质以分子振动（光学声子）的形式吸收，完成振动态之间的跃迁。SRA的工作原理：频率分别为 和 的泵浦光和信号光通过WDM合波器输入至光纤，这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过SRS效应转移给信号光，使信号光得到放大。
第5章光放大器
一、填空题
1．损耗和色散是影响光纤通信最大中继距离的两个重要因素，为保证长途光纤信号传输质量的可靠性，必须要在线路的适当位置设立中继站，传统的中继器采用的是形式的中继器。
答案：光电混合
2．研究最早而推广最慢的光放大器为，目前已投入市场的光放大器是。
答案：半导体光放大器，EDFA
3．常见的非线性效应光放大器有和两种。
8．成对出现的光栅是光栅，把光栅烧入掺杂光纤中的光栅是光栅。
答案：分布布拉格，分布反馈。
9光纤激光器用在和未来的系统中。
答案：DWDM，相干光通信
二、选择题
1．EDFA属于再生器。（）
A．1RB．2RC．3RD．光电混合
答案：A
2．光载波为1550nm，光放大器的泵浦激光波长为，才是共振泵浦。（）
A．980nmB．1480nmC．1310nmC．1400nm