光纤课后

1.1

1、什么是光纤通信?

2、光纤通信的优点有哪些?

3、光纤通信的各发展阶段的特征是什么?

4、光通信系统工作波长为0.88mm,1.3mm和1.55mm，计算载波频率及单个光子能量。

5、假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55m m的光载波上能传输多少64kb/s的话路？

1.2

1、光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分的作用。

2、光纤通信的三个窗口指什么？

3、光纤通信中对光源的要求是什么？

4、光纤通信中对检测器的要求是什么？

1.4

1、10mW的1310nm激光,其发送光功率为多少dBm?

2、某光纤损耗为10dB,计算光通过光纤后，功率减小多少?

3、0.8mm的光波以1mW的光功率入射到探测器，则探测器每秒接收的光子数是多少？

4、设光纤的损耗为0.2dB/km,计算光功率下降一个数量级所对应的传输距离。如果光功率以exp(-aL)规律下降，计算a（in cm-1).

5、设有1.55mm的数字通信系统工作于1Gb/s,探测器接收的平均功率为(-40dBm).假设比特流中的1和0比特数相等，计算每个比特中的光子数。

6、画出比特率为2.5Gb/s的数字非归零（NRZ）比特流（010*********）的功率随时间变化图象，并计算最短和最长的光脉冲持续时间。

1.5

1、什么是TDM?为何使用TDM？

2、试述PCM方式下语音数字通信的基本过程?

3、PCM 30路制式的速率等级是怎么样的？

4、基群的传输速率为多少？

5、PCM基群的帧周期、时隙宽度、码元宽度是怎样计算的？

6、对10路语音信号进行PCM时分复用传输，采样速率为8kHz，采样后的信号使用M级电平量化，二进制编码，传输信号为半占空RZ码，求M=8和256时，传输10路PCM时分复用信号所需带宽。

M=8，3bit/路，30bit/10路 8000帧/秒，B=30bit*8k/s=240kb/s M=256，8bit/路，80bit/10路 8000帧/秒，B=80bit*8k/s=640kb/s 2.1

1.写出光波在真空和介质中传播速度的关系、波长的关系、频率的关系、传播常数的关系。

2.光纤的结构如何？

3.何谓SIF ？何谓GIF ？画出它们折射率分布示意图，标出结构参数2a ，2b 。

4.何谓单模光纤？何谓多模光纤？ 2.2

1.何谓相对折射率差？

2.SIF 和GIF 光纤中光线的传播路径有何区别？

3.从射线分析方法看，光纤中导波的形成必须具备什么条件？

4.根据射线分析方法，SIF 光纤内导波模式的横向谐振条件是

说明上式中各符号含义及由该式可得出的导波模式结论。 5. 根据GIF 光纤中光线的轨迹方程 其中入射光线--

说明GIF 光纤的自聚焦效应。

1.何谓光纤中的导波模式？

2.何谓矢量模？何谓标量模？

3.写出归一化频率V 的定义式，并说明各符号的意义。

4.光纤的单模工作条件是什么？在a ，n 1，n 2给定条件下的单模截止波长为多少？

5.设多模光纤的2a =50um ，n1=1.48,D=0.01,计算在工作波长为l=840nm 时的归一化频率V=？光纤中存在多少导波模式？ 2.3

1. 已知单模光纤传输波长为1.2mm 的光波，其中 n1=1.45, D=5×10-3, 估算单模光纤的芯径。

2. A step-index fiber has a normalized frequency V=26.6 at a 1300-nm wavelength. If the core radius is 25mm, let us find the numerical aperture.

)

,(i i r θ入射光线--

)

,(θr 出射光线--

,...)

2,1,0(,22401==+j j ak x πδ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛i i r Az Az An Az An Az r θθ)cos()sin()sin(1)cos(a A /2∆=

3. 已知SIF 光纤， n1=1.5, D=0.01, a =25um, 求（1）LP01，LP02，LP11，LP12模的截止波长各为多少？（2）若波长为1mm ，求V=？光纤中传播的模式数量M=？（参见提示） 提示：光纤中的低阶模式和相应的V 值范围

1.描述光纤损耗通常用损耗系数a 来描述，写出其表达式。

2.引起光纤损耗的因素有哪些？

3.什么是全波光纤？

1、写出多模光纤模间色散引起的带宽表达式，并加以说明。

2、写出单模光纤模内色散引起的带宽表达式，并加以说明。

3、按照产生的原因不同将模内色散分为哪两类色散？

4、模内色散用色散系数来描述，其是如何定义的？并 加以说明。 1、什么是光纤的非线性极化？ 2、说出若干光纤的非线性效应。

3、受激RAMAN 散射与受激Brillouin 散射的区别是什么？

4、什么是Kerr 效应？

1.下列光纤中属于多模光纤的是 G .651, G .652, G .653, G .654

2. G .653称作色散位移光纤(DSF)，其零色散波长为多 少？

3.1

1.为什么原子中电子的状态用能级描述，而半导体中电子的状态用能带表示？

2.什么是导带和价带？半导体中哪个带的电子参与导电？

3.何谓费米能级？写出费米分布的表达式，并加以说明。

4.画出本征半导体能带的示意图，并标出带隙？

5.当E-E f >5kBT 时，计算费米分布函数大小，并说明其物理意义。 1.何谓耗尽层和有源区？ 2.何谓同质结和异质结？

1. LED 具有怎样的发光特点？

2. 描述LED 的特性有哪些？

L P 01 H E 11

L P 11 H E 21 T M 01 T E 01 L P 02 H E 12

L P 12 H E 22 T M 02 T E 02 L P 03 H E 13

L P 13 H E 23 T M 03 T E 03

0~2.405 2.405~3.832 3.832~5.520 5.520~7.016 7.016~8.654

8.654~10.173

低阶模式

V 值范围