西北工业大学_光纤通信作业答案
光纤通信 作业及答案
→
→
其中，
， ，
，
，
代入数据，得
3—10 一个半导体激光器发射波长为μm，谐振腔具有“箱式”结构，腔长
，宽
，厚
，介质的折射率 。假设谐振腔
周围的壁能完全地反射光，则谐振腔模式满足
m，s，q 是整数，为 1，2，3，…，它们分别表示各个方向上的模数，求： ⑴谐振腔允许的纵模模数； ⑵设 ， ，计算纵模的波长间隔。
《光纤通信》作业
2—1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为：
，
⑴光纤层与包层的相对折射率差△为多少
⑵光纤的数值孔径 NA 为多少
⑶在 1m 长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差
解： ⑴
纤芯和包层的相对折射率差 ⑵
，试计算： 为多少
⑶
2—10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差
，
，当波长分
别为μm、μm、μm 时，要实现单模传输，纤芯半径 a 应小于多少
解： ⑴
已知
则 纵模模数
其中
，，
，
，
当 q 取得最大值时，m、s 均取最小值 1
此时，计算得
∴
，且 q 为整数
谐振腔允许的纵模模数为 910
⑵
为定值
由第⑴问，得 当
当
时，
， 时，
；当
时，
4—11 在数字光纤通信系统中，选择码型时应考虑哪几个因素
答： 数字光纤通信系统对线路码型的主要要求是保证传输的透明性，具体要求有：
①能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。这样就可以减小基线漂移、提高输出功 率的稳定性和减小码间干扰，有利于提高光接收机的灵敏度。
②能给光接收机提供足够的定时信息。因而应尽可能减少连“1”码和连“0”码的数目， 使“1”码和“0”码的分布均匀，保证定时信息丰富。
西北工业大学_光纤通信作业答案
答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
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。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。
②传输衰减小，传输距离长。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤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：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、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？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：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、光的衍射和光的偏振等现象证明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⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，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。
⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于γ0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。
《光纤通信》习题解答
第1章1.光通信的优缺点各是什么？答：优点有：通信容量大；传输距离长；抗电磁干扰；抗噪声干扰；适应环境；重量轻、安全、易敷设；保密；寿命长。
缺点：接口昂贵；强度差；不能传送电力；需要专用的工具、设备以及培训；未经受长时间的检验。
2.光通信系统由哪几部分组成，各部分功能是什么？答：通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。
各部分的功能参见1.3节。
3.假设数字通信系统能够在载波频率1%的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？答：5GH z×1％/64k＝781路（3×108/1.55×10-6）×1％/64k＝3×107路4.SDH体制有什么优点？答：主要为字节间插同步复用、安排有开销字节用于性能监控与网络管理，因此更加适合高速光纤线路传输。
5.简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
答：未来光网络的发展趋势为全光网，关键技术为多波长传输和波长交换技术。
6.简述WDM的概念。
答：WDM的基本思想是将工作波长略微不同，各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入同一根光纤，进行传输。
这样就充分利用光纤的巨大带宽资源，可以同时传输多种不同类型的信号，节约线路投资，降低器件的超高速要求。
7.解释光纤通信为何越来越多的采用WDM+EDFA方式。
答：WDM波分复用技术是光纤扩容的首选方案，由于每一路系统的工作速率为原来的1/N，因而对光和电器件的工作速度要求降低了，WDM合波器和分波器的技术与价格相比其他复用方式如OTDM等，有很大优势；另一方面，光纤放大器EDFA的使用使得中继器的价格和数量下降，采用一个光放大器可以同时放大多个波长信号，使波分复用（WDM）的实现成为可能，因而WDM＋EDFA方式是目前光纤通信系统的主流方案。
8.WDM光传送网络（OTN）的优点是什么？答：（1）可以极大地提高光纤的传输容量和节点的吞吐量，适应未来高速宽带通信网的要求。
光纤通信课后练习答案
课后练习2.17、某SI 型光纤，纤芯半径62.5 a m μ=，1 1.48n =，2 1.47n =，工作波长为1310nm ，计算其归一化频率，并估算其中可传播的模式总数。
解：由于归一化频率 22122V a n n πλ=- 22262.5 1.48 1.471.31π=⨯⨯- 51.4611=而传播的模式总数2/2M V =1324=2.19、某SI 型光纤，纤芯半径 4 a m μ=，1 1.48n =，数值孔径0.01NA =，试问此光纤在工作波长分别为850nm ，1310nm ，1550nm 时，是否满足单模传输条件？ 解：单模传输条件：01(,01)c TE TM λλ>因为 2201122(,01) 2.405c TE TM a n n =-πλ 2.613a NA =⨯0.1045 (m)μ=故光纤在工作波长分别为850nm ，1310nm ，1550nm 时，都能满足单模传输条件。
4.4有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为300m μ，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。
(1)求因非全反射导致的等效损耗系数。
(2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。
(3)若此激光器的中心波长λ=1310nm ，与此相应的纵模序数。
已知1) 因非全反射导致的等效损耗系数(mm -1)2)由 q=1,2,3….(Hz)波长间隔109.510-⨯ (m)3）由 13744.5 已知总注入电流 1）求p=？波形？波形略.2） 则波形略.4.9 有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为500m μ，腔内的有效吸收系数为10cm -1，两端的非涂覆解理面的反射率为0.32。
求在受激辐射阈值条件下的光增益。
(2)若在激光器一端涂覆一层电介质反射材料，使其反射率变为90%，试求在受激辐射阈值条件下的光增益。
(3)若它的内量子效率为0.65，试求(1)和(2)中的外量子效率。
光纤通信阶段作业
n1=1.51, n2=1.49,纤芯半径a=4μm,工作波
长λ＝1.31 μm。 计算可得(1)归一化频率
V=__________；（2）每公里长度光纤的模式
色散Δτ＝__________秒。
A. 6.78、6.54×10－11
B. 6.78、6.54×10－8
C. 4.67、6.54×10－11
A;
得分: [0]
试题分 值:
20.0
提示:
4.
5. 计算STM-1帧结构中信息净负荷的容量(速
率)＝__________Mb/s。
A. 18.792
B. 5.76
C. 150.336
D. 15.0336
知识 点:
SDH计算
学生 答案:
[C;]
标准答 案:
C;
得分: [20]
试题分 值:
20.0
提示:
标准答 案:
B;
得分: [0]
试题分 值:
20.0
提示:
6. (错误)
若一个2.5Gbit/s单模光缆通信系统，其系统总 体要求如下： 系统中采用的激光器为单纵摸激光器，其阈值 电流小于50mA，激光器工作于1550nm.光脉冲谱 线宽度Δλmax≤1.8nm。发送光功率 PT=2.5dBm。如用高性能的光接收组件，可在 BER=1×10-10条件下得到接收灵敏度 PR=-38dBm，动态范围D≥20dB。 若考虑光通道功率代价PP =1dB，光连接器衰减 AC=1dB（发送和接收端各一个），光纤接头损 耗AS=0.1dB/km，光纤固有损耗α=0.23dB/km， 光纤色散系数D≤2.2ps/(km・nm)取ME=3dB
6.
7. (错误)某光纤通信系统，其发送光功率为2dBm，光接
《光纤通信》第2章作业答案
第2章 光纤一、填空1．被誉为世界光纤之父的是 ，于2009年获得诺贝尔物理学奖。
被誉为中国光纤之父的是 。
答案：高锟，赵梓森。
3．光纤由 和 构成。
答案：纤芯，包层。
4．多模纤芯外径一般为 或 ，包层外径一般为 ，防护层外径一般为 。
头发的直径大概 ，光波长量级为 。
单模光纤纤芯外径一般为 。
答案：50um,62.5um,125um,250um,60um,1um,10um 。
5．光纤的制造工艺主要包括哪三步 、 和 。
答案：原料提纯，预制棒熔炼，拉丝及涂覆。
6．光纤预制棒的熔炼分为管内和管外两种，管内有 和 ，管外有 和 。
答案：MCVD,PCVD,V AD,OVD 。
7．光缆的结构主要包括： 、 和 。
答案：缆芯，加强元件，护层。
9．渐变光纤折射率分别表示式中，当g=1时，为 分布，当g=2时，为 分布，当g=∞时，为 分布。
答案：抛物线，三角，阶跃。
10．从光在光纤中传输的光路判断，（a ）是 光纤，（b ）是 光纤。
（选择阶跃或渐变）答案：阶跃，渐变。
11．光纤的模的实质是 。
答案：满足边界条件的电磁场波动方程的解。
12．当多模光纤的归一化频率相等时，折射率三角分布的光纤模式数目是阶跃光纤的 倍。
答案：1/3。
13．单模光纤如果不是圆柱形对称，基模分解的两个相互正交的线性偏振模传播常数不同，导致了光脉冲的展宽，称这一现象叫 。
答案：偏振模色散。
14．为了保证光纤中只能存在一个模式，归一化频率应该满足 。
答案：V15．多模光纤中的色散是 色散，单模光纤中的色散是 色散。
答案：模间，波长。
17．色散位移型光纤工作波长为 ，非零色散型光纤工作波长为 ，常规型单模光纤工作波长为 ，截止波长位移型工作波长为 。
答案：1.55μm ，1.55μm ，1.31μm ，1.55μm 。
18．当光线中光功率较低时，光纤的折射率一直为常数；当光功率升高后，折射率随光强度的调制而发生变化。
非线性折射率波动效应可分为三类： 、 和 。
西院光纤通信练习题复习整理答案汇总
练习题光纤通信练习题一、填空题1.单模光纤中不存在模式色散，仅存在波长色散，具体来讲，可分为波导色散和材料色散。
2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于三阶电极化率，它是引起三次谐波、四波混频、非线性折射和自相位调制等现象的原因。
3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为1.31um ，0.85um ， 1.55um 最低损耗窗口的中心波长是在 1.55um 。
4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越强，光纤与光源之间的耦合效率就越高。
5．光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是自发辐射，受激吸收，受激辐射；产生激光的最主要过程是受激辐射。
6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足V小于2.4048 。
7、光源的作用是将电信号变换为光信号；光检测器的作用是将光信号转换为电信号。
8.散射损耗与光纤自身缺陷及材料不均匀有关。
9. 单模光纤只能传输一个模式，即HE11模，称为光纤的基模。
10.光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由缆芯、护套和加强元件组成。
11.限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是带宽和长度。
12.LD是一种光源器件，它通过受激发射发光，具有输出功率大、输出光发散角窄、与单模光纤耦合效率高、辐射光谱线窄等优点。
13. PIN二极管的特点包括响应速度快、转换效率高和量子效率高。
14. LED的主要特性参数为频谱特性、温度特性和调制特性15.光纤和光纤连接的方法有两大类永久性连接和可拆卸连接。
16.影响光纤耦合性能的主要因素有插入损耗、功率耦合系数、隔离度和分光比。
17. 在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是PIN光电二极管和APD光电二极管。
18. 光发送机主要由光源、驱动器和调制器组成。
19. 接收机中存在的噪声源可分为光电检测器和光接收机的电路组成。
20. 构成SDH网络的基本单元称为网元。
该设备有TM（终端复用器）、ADM（分/插）复用器、REG（再生中继器）和DXC(数字交叉连接设备）四种。
《光纤通信》课后习题答案..
1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
光纤通信课后习题参考答案
光纤通信课后习题答案第一章习题参考答案1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年出现的。
传输损耗高达1000dB/km 左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
3、光纤通信有哪些优缺点？答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。
第二章 光纤和光缆1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。
纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 21⎩⎨⎧≥<=ar n ar n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121⎪⎩⎪⎨⎧≥<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=ar n a r a r n r n cm α 3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径NA 是如何定义的？两者有何区别？它是用来衡量光纤什么的物理量？答：阶跃型光纤的数值孔径2s i n 10∆==n NA φ 渐变型光纤的数值孔径 ()() 20-0s i n220∆===n n n NA c φ两者区别：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。
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答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
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。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？① 传输频带宽，通信容量大。
② 传输衰减小，传输距离长。
③ 抗电磁干扰，传输质量好。
④ 体积小、重量轻、便于施工。
⑤ 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：0.8 —1.8^m 频率：167—375THZ5、WDM 是指什么？DWDM 指什么？WDM ：波分复用DWDM ：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、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？PC、APC、SPC (球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触)8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为： (1) MCVD 改进的化学气相沉淀法 (2) PCVD 等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：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、光的衍射和光的偏振等现象证明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 ⑴每种金属都有一个确定的截止频率 Y ，当入射光的频率低于 Y 时，不论入射光多强，照射时间多长,能从金属中释放出电子。
⑵对于频率高于 Y 的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于 Y 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。
色散是介质的折射率 n 随光波波长入变化的现象 f()当光通过不均匀介质时，会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$E 2自发辐射光5、 构成激光器的三个基本条件是什么？激光工作物质、激励和光学谐振腔6、 激光器的波长取决于什么条件？纵模特性，谐振腔长 L第三章：光纤1、 从结构上看光纤由纤芯、包层和涂敷层构成，包层起什么作用？包层：折射率略小于纤芯，与纤芯形成光波导效应，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。
理论上，为什么单模光纤只能传送基模?光纤的归一化频率 V 满足0 V 2.405，只传导单一模式 LP oi 模，LP ii 以上的所有高阶模都处于截止状态。
3、按照光纤材料分类，光纤可分为哪几类?都不*光受激吸收受激辐射LEDPINLD①：无外界激发,自发产生。
①：在外界激发下产生。
① ：频率、相位、偏振方向相同。
②：辐射的光子是多频率的。
②：外界激发能量要满足②：相干光③：辐射的方向、相位不同。
h f = E 2— E i③：非相干光③：光放大f = ( E 2—E i ) /h4、光纤制造必须经过哪4个主要过程？制棒一一拉丝与涂覆一一套塑一一成缆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。
单模光纤属于那种折射率分布？单模光纤是阶跃型光纤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？纤芯的折射率2 2 n i和包层的折射率n2的相差程度可以用相对折射指数差来表示勺弋22m阶跃型光纤：n j n2n i渐变型光纤的相对折射率差△一般以光纤的光轴点的折射率n(0)和包层的折射率n(a)的差别△来表示:『(0) n2(a)2n2(0)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？相对折射指数差△很小的光纤称为弱导波光纤/光纤的包层和纤芯的折射率差别极小时，称弱导波光纤近轴条件？：si NAw： n2 n； q 2如果不是弱导波光纤，将形成辐射模，不会在纤芯中传输行成导波。
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？数值孔径：表示光纤捕捉光射线的能力大小，用NA表示。
阶跃折射率分布的光纤其数值孔径是常数，NA -.n： n f n2-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。
渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径NA(r) ■, n2(r) n2(a)9、什么叫子午射线？什么叫偏(斜)射线？(阶跃型光纤中光射线种类)斜射线(偏射线)不经过光纤中心轴线的空间折线子午射线：通过光纤中心轴线的平面--子午面内的光射线10、光纤的3个低损耗窗口分别是哪几个？什么叫光纤的微弯？微弯对光纤造成什么结果?三个低损耗窗口：第一低损耗窗口短波长0.85m附近;第二低损耗窗口长波长 1.31m附近;第三低损耗窗口长波长 1.55m附近光纤的微弯是指光纤成缆时由于涂覆材料而产生的随机性扭曲。
微弯引起的附加损耗一般很小，基本上观测不到。
但是当温度低于50 C : 60 C时，微弯损耗加大。
11、什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？单模光纤：光纤中只传输一种标量模LP oi的光纤单模光纤多模光纤：传输两种以上标量模的光纤为多模光纤。
12、什么叫单模光纤的截止波长？模场直径？偏振特性？阶跃型单模光纤的单模工作条件是0 < V < 2.405,而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，用入c表示。
2 2 a n1c模场直径：纤芯中场分布曲线最大值的1/e处所对应的宽度偏振特性：（单模光纤的双折射效应）光场沿光纤传输时，偏振状态不断发生变化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。
矢量模HE11标量模LP01Y c =2pi15、光纤的损耗主要有哪些？什么叫吸收损耗？吸收损耗有哪些？什么叫散射损耗？散射损耗有哪些？为什么当温度很低时损耗随温度的降低而增加？什么叫全波光纤？主要做什么用？光纤损耗大致可分为吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。
吸收损耗：由于组成光纤的材料及其中的杂质对光波的吸收，使一部分光能转变为散失的热能，从而造成光功率的损失。
吸收损耗包括：本征吸收损耗、杂质吸收损耗、原子缺陷吸收损耗三部分。
散射损耗：光线在结构不均匀的光纤中传播时，将有部分光线在不均匀点变更其传播方向造成光线的传播方向极为散乱，即为光纤的散射现象。
发生散射后终端接收到的光能量减小，这种光能量衰减现象即为光纤中的散射损耗。
散射损耗：线性散射损耗（瑞利散射损耗、波导散射损耗）非线性散射损耗温度低时损耗随温度降低而增加，产生这种现象的原因是光纤的热胀冷缩。
构成光纤的石英材料（Si。
？）的热膨胀系数很小，在温度降低时几乎不收缩。
而光纤在成缆过程中必须经涂覆和加上一些其他构件，涂覆材料及其他构件的膨胀系数较大，当温度降低时，收缩比较严重，所以当温度变化时，材料的膨胀系数不同，将使光纤产生微弯，尤其表现在低温区。
全波光纤也叫无水光纤，进一步减小0H-的浓度，这样0H-吸收损就会减小，1.39卩m的吸收峰极大地降低，从1.1 ^m- 1.6卩m都会损耗较小，为波分复用提供广阔的空间。
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过程中展宽到一定程度，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些？什么叫光纤的模式色散？什么叫光纤的材料色散？什么叫波导色散？⑴ 模间（模式）色散⑵ 材料色散⑶ 波导色散⑷ 偏振色散⑸ 高阶色散模式色散：也称为模间色散，在多模光纤中光信号是由很多模式携带的，不同的传输模式的相位常数（传输常数）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（光纤结构）而引起的色散，这种色散在无限大介质应该说是不存在的，但是光信号被限制在光纤中传输，光纤的纤芯和包层的折射率不同，必然会导致色散。
1 8、什么叫色散位移光纤？它有什么好处？1.55um 附近的损耗最低合理的设计光波导结构把零色散波长位移到 1.55um 附近，这样1.55um 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十分有利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偏振特性：在单模光纤传输中的基膜LP01是相互垂直的两个模式LP°X和LP。
；，在理想的轴对称单模光线中，这两个模式相互简并，即具有相同的传播常数。
偏振模色散：实际的光纤，它的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，将会导致两个模式的简并性受到破坏，两个模式的传输相位常数x 和y 不同，因此会产生色散。
这种色散就称为偏振模色散。
20、为什么说多模渐变型光纤的模式色散比多模阶跃型光纤的要小？多模渐变型光纤的模式色散，其模式色散比阶跃型的色散小很多，对于最佳折射率分布的光纤，模式色散几乎为零，原因是子午线轨迹的自聚焦性。
21、什么叫光纤的自聚焦现象？渐变型光纤中不同的射线，具有相同轴向速度的现象，称为自聚焦现象。
22、矢量模的场结构分为哪几种？为什么矢量波动方程可以转化为标量波动方程求解？矢量模的场结构分为横电波TE mn、横磁波TM mn和混合模EH mn、HE光纤中传播的矢量模式可以很多，不同的矢量模式有不同的场型结构，但它们如果具有相同的传播常数时，这些模式在传播过程中会互相兼并（线性叠加）成为标量模23、什么叫光纤的双折射现象？实际的光纤，它的形状不可能理想的轴对称分布，折射率和应力分布的不均匀性，将会导致两个模式的简并性受到破坏，两个模式的传输相位常数不同使两种模式的％，y值不等，形成相位差。
这种现象称做光纤的双折射现象。
24、什么叫群速度调制包络的速度Vg第四章：光源和光发射机1、什么叫同质结？什么叫异质结？双异质结有哪些优点？同质结：PN结两边使用相同的半导体材料。