华科信息光电子复习提纲

信息光电子技术复习

•光通信中的基本概念

–功率单位dBm与mW的换算；

–波长间隔与频率间隔的换算；

–带隙能量与工作波长的换算；

–主要的光通信窗口

–几个技术术语：波形（功率随时间变化），频谱

（参数随频率变化），模式（功率在空间的分布）

•光源

•半导体发光的物理基础

–光与物质相互作用（自发辐射、受激辐射、受激吸收）

–激光产生的条件（粒子数反转、光反馈（幅度条件）、波长选择（相位条件））

–正偏PN结

–双异质结的作用

–LED与LD的区别

•LD的基本特性

–FP腔，纵模特性

–横模特性、实现单横模的波导结构

–实现单纵模的方案（DFB、DBR、VCSEL）

–实现可调谐的方案（SG-DBR、GCSR、外腔）

•光调制器

•什么是调制？电光调制的主要方式（内调制、外调制）

•电光调制器

–物理机制（线性电光效应/Pockels效应）

–如何实现幅度调制和相位调制（结构、实现方式）•半导体电吸收调制器

–物理机制（Franz-Keldysh效应、量子限制Stark效应）–如何实现幅度调制（结构、实现方式）

•LD直接调制和调制器的啁啾特性

•光纤基础

•光纤的基本概念：

–数值孔径，相对折射率差，归一化频率，模式折射率

–什么是阶跃型光纤？渐变型光纤？单模光纤？多模光纤？

–单模光纤的种类（G.651，G.653，G.655）•光纤的特性——损耗

–单模光纤的损耗谱（损耗最低点）

–损耗系数的定义，引起光纤损耗的主要机理

•光纤的特性——色散

–色散产生机制（模间色散、波导色散、材料色散、偏振模色散）

–正色散，负色散，单模光纤色散零点

–色散对传输的影响

–色散补偿技术

•光纤非线性、光孤子

•基本理论（非线性的产生、几阶？）

•基本概念（非线性折射率、受激非弹性散射，SPM，XPM，FWM，SRS，SBS）

•不同的传输区间，色散对脉冲波形的影响•SPM：产生的频率啁啾

•XPM：调制不稳定性、时域和频域的效应•FWM：机理、能量守恒条件、相位匹配条件及其实现方法、参量放大的概念

•SRS和SBS:产生机理、二者的比较（相同点、不同点），基于SRS和SBS效应的激光器构成

•光孤子：产生条件、传播特点、光孤子传输中存在的问题和解决方法。

•光器件

•光纤耦合器

–基本理论（参数：耦合比、传输矩阵分析）–相同波长、相同光纤耦合——3dB损耗

–不同波长的光信号——完全耦合

•光隔离器和光环形器

–物理原理（磁光效应）

–光隔离器和光环形器的工作原理、应用场合

•光纤光栅

–基本理论（耦合波理论、分类、制作方法）

–Bragg光纤光栅与长周期光纤光栅透射和反射谱特点。

–Bragg光纤光栅与长周期光纤光栅的应用

•光滤波器

–FP滤波器和MZ滤波器的原理、透射谱特点、

FSR

•列阵波导光栅：基本原理、应用

•光开关

–物理机制：SOA、电光、热光、MEMS、液晶–结构：Y分支、X coupler、MZ

•波长转换器

–基于SOA：物理机制

–基于光纤：物理机制

–基于铌酸锂光波导：物理机制

•光放大器

•半导体光放大器

–基本理论：物理机制（受激辐射）、主要性能

（增益饱和、频率啁啾）

–主要问题和解决方案：增益纹波、噪声指数、增益饱和、偏振增益

•EDFA

–基本原理：980nm泵浦和1480nm泵浦的不同

–应用（WDM、功率放大器、线路放大器、前置

放大器、不同应用设计要求有何不同）

–泵浦方式（前向、后向、双向）：结构、各部分功能

–主要问题和解决方案：增益谱平坦：增益瞬态现象、增益带宽扩展

–噪声和噪声积累问题（SNR、OSNR、噪声指数

NF、噪声指数的3dB极限）