光纤通信作业及答案

1、光纤通信作业2-1均匀光纤芯与包层的折射率分别为:ni = L50, 112= 1.45,试计算:光纤层与包层的相对折射率差为多少光纤的数值孔径NA为多少在Im长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差为多少解:纤芯和包层的相对折射率差=专=气护 = 0033ni -NA = &占 n：? = Jl502 - 1.452 = 0 384AniL A uiL m -nj l/ni - n：)1x(1.50-1,45). 一*/ m=7= = 匕=1.667 x10叫2-10 -阶跃折射率光纤的相对折射率差 =0005,如=15,当波长分別为 要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少P r

2、ris P rris u m 时,解:单模传输条件为:当 X= 0 85nm 时,2,405 x085«10D.a <卄 0 j5=2-169 X 10= 2.169gm当九二1 3lAm时,2405 X 131 X Ou.a<=3.343 x 10"m = 3.343pm当九二1 55Am时,2405x135x10''*.a<= 3_955 x 10"m = 3.955pm31设激光器激活物质的高能级和低能级的能量各为E2和E1,频率为f,相应 能级上的粒子密度各为N2和N1 °试计算：当f = 3000MHz, T

3、= 300K时，罟=, N2(2)当= I屮m T = 300K时，亓=当Z= Igm,若寸=0.1。环境温度T =（按玻尔兹曼分布规律计算）解:hf2kFEl - El =hfi2Nz( E2Ei( hfi2 = exp(寸J=expC 讦丿=e 其中，h = 6628 X 10-34 Js, fi3 = 3()00KIHz, k= 1.381 x j/k, T = 300KN2代入数据，得乔= 0.9995E2 E1 =hf2, fi2 = S = exp (普) = exp (晋) = exp (圖価T = 300K其中，h = 6628 X 10-3A j.$, c = 3 X loV

4、s. X=k= 1.381N2"代入数据，得=1433 x 1021N2heheN>血=%) fT he kkln (詁其中,h = 6628 xl034js, c = 3xl0W.k= 1.381 乂 IO"N2代入数据，得T = 6253K3-10 一个半导体激光器发射波长为urn,谐振腔具有“箱式”结构，腔长I = ISOun,宽cd = 20|un,厚d = l.Oun,介质的折射率n = 4。假设谐振腔周围的 壁能完全地反射光，则谐振腔模式满足人 niwqd a) Im, S. q是整数，为1, 2. 3,，它们分别表示各个方向上的模数，求:谐振腔允许的纵模

5、模数;设m=l, s=b计算纵模的波长间隔。解:已知（茁弋5/少则纵模模数q 其中 I = 150jJiTb n = 4, Xnwq = 1.3pm, d = 1 .Ogm, co = 20mm 为定值 当q取得最人值时 m. S均取最小值1此时，计算得q = 910.777A q<910,且q为整数谐振腔允许的纵模模数为910由第（1）问，得肖m=l, s = l时，q = 910当q = 910时，=；当q = 909时，九2 =黑 九=入2入l = 2nl(法制 M2X4X 150 x 10'x . )m = I 451 x 10'%=l451nm4-11在数字光纤通信系统中，选择码型时应考虑哪儿个因素答: 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，貝体要求有: 丄能限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分1L这样就町以减小基线漂移、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”