光纤光学往年试题及参考答案
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0.85um多模光纤LED光源1.31um单多并存LD1.55um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：0.9um，1.06um，1.35umEr：1.55um其中0.9um和1.55um为三能级系统，1.06um和1.35um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。
(完整版)光纤光学练习题
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。
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。
光纤光学练习题
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)=0.052cm
2)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。
4、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=？
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GIOF
11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。
（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）=300m
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。
光纤光学题库(刘德明)
光纤光学题库一、选择题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。
《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。
光纤光学题库(刘德明)
光纤光学题库一、选择题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。
光纤光学往年试题及参考答案说课讲解
光纤光学（往年考题仅供参考）填空：三个载波波长0.85um多模光纤LED光源1.31um单多并存LD1.55um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：0.9um，1.06um，1.35umEr：1.55um其中0.9um和1.55um为三能级系统，1.06um和1.35um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。
光纤光学练习题
当r=0时，
2)抛物线型：
3)基模模场半径：
4）V=12.38,模数M=38
3、如下图所示为X－型光纤耦合器，工作波长为1.55m。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？
或P01=0dbm=1mw，Pin1=Po1 cos2（kL）=0.75mw=-1.25dBm
Pin2=Po1 sin2（kL）=0.25mw=-6dBm
3)Pin1=1mw,Pin2=0.5mw,Po1=Pin1 cos2（kL）+Pin2 sin2（kL）=0.875mw=-0.58 dBm
Po2=Pin1 sin2（kL）+Pin2 cos2（kL）=-2.04 dBm
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、7
对于HE和EH模式，可根据q参数，得到他们的本征值方程。
六、论述题（共10分）
简述光纤应如何发展以适应高速大容量光通信系统要求。
光纤光学练习题
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；
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。
Pout2=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，
4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；
光纤光学A试卷带答案
***************2013－2014 学年第一学期出题教师：【光纤光学】课程试题(A卷) 【闭卷考试】姓名学号专业及班级本试卷共有4道大题一、填空题（共20分，每空1分，共14道小题）1. 光纤的基本结构包括纤芯、包层和套层。
2. 光纤参数主要分为分为几何特性参数、光学特性参数和传输特性参数。
3.光信号在光纤中传输过程中的损耗主要来自光纤材料的吸收和散射损耗、光纤的微弯与宏弯辐射损耗和光纤的连接与耦合损耗。
4.光纤与光无源器件的耦合通常采用准直-聚焦方式。
5.为了解决G.653光纤中的严重的四波混频现象，对G.653光纤的零色散点进行了移动，制成了非零色散光纤或G.655光纤。
λ〉时波导色散与材料色散相互抵消，从而在极宽的波长范围内得到低的色散6.能够使m3.1μ的光纤被称为色散平坦光纤（DFSM）。
7.用于制造光纤起偏器和电光克尔效应调制器的光纤是衰减场光纤。
8.在光纤中存在子午光线和偏斜光线两类光线。
9.掺铒光纤激光器与掺铒光纤放大器的最大区别在于有无谐振腔。
10.常用光纤固定技术包括胶粘、机械夹持和定位熔焊三种。
11.光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的无源器件。
12.当光纤的纤芯沿着纵向的折射率形成一定的周期性变化时就构成了光纤光栅。
13. 光纤的吸收损耗主要包括基质材料的本征吸收、杂质的吸收和原子缺陷吸收。
14.常用的光纤端面制备方法主要有刻痕拉断法和研磨抛光法。
二、选择题（满分20分，每小题2分，共10道小题）1. 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2. 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。
3. 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。
光纤光学练习题
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。
光纤光学练习题
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。
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_刘德明_客观题1
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______C D 1.55μm2．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 68 C 53.3 D 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D 必须在相干长度以内。
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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。
提高耦合效率途径：通过间接的透镜耦合
从产生一阶光孤子所需阈值功率2220||/()th P k T β=出发，说明在光孤子通信系统中使
用色散位移光纤的原因
为产生一阶光孤子，阈值功率th P 越低越好，由2220||/()th P k T β=可以看出，可以
加大2k （非线性效应）和0T （输入脉宽）以及减小2
β（色散），但输入脉宽太大不好，
故可以使用色散位移光纤，其色散非常小，非线性效应也不太严重。
光纤激光器与放大器的分类及特点
分类：（1）晶体光纤激光器和放大器，如：红宝石单晶，Nd ：YAG 单晶
（2）利用非线性效应制作的光纤激光器和放大器，如SRS,SBS
（3）掺杂光纤激光器和放大器
特点：（1）转换效率高，激光阈值低；、
（2）器件体积小，灵活；
（3）激光谱线多，单色性好，调谐范围宽；
光纤布拉格光栅原理
由于光纤芯区折射率变化造成光波导条件的改变，导致一定波长的光波发生相应的模式耦合，时的其透射光谱和反射光谱对该波长出现奇异性。
论述：
分析光纤中光波的传输特性的两种基本理论。
试从Maxwell方程出发，给出两种理论的基本思路，并分析其特点及适用范围
光线理论：
光线光学方法
几何光学方法，将光波看成由一根一根光线构成
条件是纤芯直径>>光波长
优点是简单直观
适用范围是多模光纤
波动理论：
波动光学方法
严格的分析方法
优点是精确，缺点是求解复杂
无任何前提，单模多模均适用
思路：
麦克斯韦方程—波动方程—亥姆霍兹方程—射线方程+折射率分布=光纤轨迹
—波导场方程+光纤边界条件=本征解
计算：
Sagnac光纤干涉仪（书上布置的作业题里唯一一道计算题）。