光纤通信原理试题_1,参考答案.doc

1、光纤通信原理试题_1,参考答案.doc 光纤通信原理试题1 参考答案 一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1. 光纤通信指的是（ b ） a 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； b 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； c 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； d 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2.已知某 si-pin 光电二极管的响应度 r 0 0.5 a/w，一个光子的能量为 2.2410 19 j，电子电荷量为 1

2、.610 19 c，则该光电二极管的量子效率为（ ） a.40 b.50 c.60 d.70 r 0 =e 错误!未找到引用源。 /hf 3.stm-4 一帧中总的列数为（ ） a.261 b.270 c.2614 d.2704 4.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角1 满足（ ） a.c131c12 b.1=0c.1c13c12 d.c12190 5.光纤色散系数的单位为（ ） a.ps/km b.ps/nm c.ps/nm.km? d.nm/ps?km 6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ） a.20 db b.30 db c.40 db d.60 db 7.随着激光器

3、使用时间的增长，其阈值电流会（ ） a.逐渐减少 b.保持不变 c. 逐渐增大 d.先逐渐增大后逐渐减少 8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（ ） a.lp00 值为 0 b.lp01 c.lp11 为第一高次模 d.lp12 9.在薄膜波导中，导波的截止条件为（ ） a. 0 c b.0c c.00 d.01.55m 10.edfa 在作光中继器使用时，其主要作用是（ ） a. 使光信号放大并再生 ? b.使光信号再生 c.使光信号放大 d.使光信号的噪声降低 二、填空题（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.根

4、据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_tem_波；二为 te 波；三为 tm 波。 2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_ 折射率相同_的薄膜波导。 3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为 _ 错误! 未找到引用源。_。qlcn 2= l 4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_ 自聚焦_现象。 5.利用_ 光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。 6.在 pin 光电二极管中，p 型材料和 n 型材料之间加一层轻掺杂的 n 型材料，称为 本征层（i ）层。 7. 光源的作用是将 电信号电流变换为光信号功率 ；光检测器的作用是将 光信号功

5、转换为电信号电流 。 8.光发射机的消光比为_e xt =_。 9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的 金属导线传输外，还可利用 光纤来传输。 10.在薄膜波导中，导波的特征方程是_2k 1x d-2 f 12 -2 f 13 =2m _。 11.edfa 在光纤通信系统中的主要应用形式有： 作前置放大器、作发射机的_ 功率放大器_和 作光中继器。 12.edfa 的工作波长范围是_1.531 。56um。 13.光缆主要由 缆芯、 加强元件_和 外护层等几部分组成。 14.形成光纤损耗的原因很多，归结起来主要包括两大类：_ 吸收损耗_和 散射损耗。 15.ld 适用于 长距离、 大容量

6、_的光纤传输系统。 16.在保证达到系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为 0.1w，则该接收机的接收灵敏度为_-40 ？_dbm。 17.对光隔离器的主要要求是： 插入损耗低和_ 隔离性好_。 18. 目前光纤通信所用光波的光波波长范围为: 0.81.8m ,属于电磁波谱中的 近红外区 。 19. edfa 作前置放大器使用时，要求其有_ 高增益_和 低噪声的特性。 三、名词解释题（本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分） 31.弱导波光纤 纤芯折射率 n1 稍大于包层折射率 n2 的光纤。 32.受激吸收 物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而

7、跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。 33.apd 的雪崩倍增因子 g=i m /i p i m 有雪崩倍增时光电流的平均值。i p 无雪崩倍增时光电流的平均值。g 再 再 40100 之间。 34.误码率 ber= 35. 光纤的典型结构是 多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三 部分组成。 。 四、简答题（本大题共 5 小题，每小题 7 分，37 小题 8 分，共 35 分） 1.分别画出半导体发光二极管（led）和半导体激光器（ld）的典型输出特性曲线，并在 ld 的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。 2.阶跃型光纤中，导波特性参数 u、w 的名称和计算公式分别是什么？ 答

8、 答 导波的径向归一化相位常数 u, 数 导波的径向归一化衰减常数 w;u= 错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。k 0 2 n 1 2 -错误!未找到引用源。 2 w= 错误 ! 未找到引用源。 2 -错误!未找到引用源。 3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？ 答：1) 有合适的输出光功率 一般在 0.01 没 没 w5mw; 2) 有较好的消光比 e xt =10% ；3) 调制特性好 4.什么是半导体材料的光电效应？ 当光照射到半导体的 p-n 结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生

9、载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。 5.在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？ 答：1 ）工作波长的选择 2 ）光源的选择 3 ）光电检测器的选择 4 ）光导纤维的选择。 五、计算题（本大题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分） 1.已知阶跃型光纤的 n11.51，n21.48，光纤长度为 l10 km。 求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角1 变化的范围； （2）光线在光纤端面上的最大入射角max； （3）该光纤的最大时延差 。 解：（1 ）（自己做的）sin c =n2/n1 所以临界角 c =arcsinn2/n1=78.56。 。 由题意知 当 c 190。 。 可以产生全反射。 （ （2 ）因为 sinmax=n 1 * 错误! 未找到引用源。 错误!未找到引用源。 (3) 1 *sin c =ln 1 2 /cn 2 最小时延 错误!未找到引用源。=l/v 1 =ln 1 /c 错误!未找到引用源。 ln 1 2 /cn 2 - ln 1 /c =(ln 1 2 -ln 1 n 2 )/cn 2 错误 ! 未找到引用源。 2.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为 0 .5 mw，光纤传输损耗为 0.35 db/km，