第3、4章测试题 答案

1、均码型复:均码型复:A 11放交换用时钟来白电端扰 偶I T * 1 2 3 I :光纤 *光源TOZZ光通信技术第三、四章测试题班级 姓名 学号 分数一、填空题（每空4分，共28分）。1、激活物质是指可以姓于粒子数反转分布状态的物质。2、在研究光和物质相互作用时，爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程：自发辐射、受激吸 收、受激辐射。3、谐振腔的谐振条件是g=以=以内+ 2L m 1 24、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比。5、光接收机的灵敏度是在保证通信质量（限定误码率或信噪比）的条件下，光接收机所需的 最小平均接收光功率。(APC)告警籀出（10 分

2、）:告警籀出（10 分）:输入电路（2）有合适的输出光功率根据假设在0.01mW5mW，即-20dBm7dBm；有较好的消光比：消光比指0码时的光功率与1码时的:电光转化泻的通信距离和工作波长选择合适的输出光功率，通常光功率之比，0码时的光功率输出将导致接收机灵敏度下降；调制特性要好，光通信具有 大容量的优点，要求光发送机调制速率要高，脉冲畸变要小；其它要求：功耗低、体积小、 电路简单、成本低、寿命长等。（6分）3、（1）光检测器的基本功能是将光信号转换成电信号；光通信中对光检测器有以下要求： 转换效率高、响应速度快、低噪声、体积小、功耗低、外围电路简单。（4分）（2）常用的光检测器有普通光电

3、二极管、PIN-PD、APD等；（1分）普通PD：直接使用P掺杂半导体和N掺杂半导体结合而成，工作时加反向偏压；存在问题：因0电场区较厚，从而量子效率低、响应速度慢；因耗尽区较薄，从而量子效率低、结 电容大，影响应速度。（3分）PIN-PD:PIN使用三层结构，与普通PD相比，在P层和N层之间增加一个I层，同时P层 和N层均很薄；I层是一个接近本征的，低掺杂浓度的N区，比较厚；整个I区均没有 载流子，为耗尽区；PIN的优点：量子效率高、响应速度快；（3分）APD:使用时需加高反偏压，在APD内部建立一个高电场区（3 105 V/cm），光生载流子在 高电场区将被加速到较高速度，高速载流子与晶格

4、可能发生碰撞，从而使晶体中的原子发生 电离，产生新的电子-空穴对，二次电子-空穴对还可重复上述过程，直到逸出高场区，上述 雪崩过程使将APD的光电流产生倍增。（3分）4、（1）光接收机框图（10 分）（2）性能要求：灵敏度高，误码率小。接收机的灵敏度受到噪声、比特率、脉冲占空比、 光发送机消光比等因素的影响。（6分）二、选择题（每小题4分，共12分）1、 激光器的P-I曲线随温度的变化而变化，从而导致（c）的变化。（a）波长（b）谱宽（c） 输出光功率（d）频率啁啾2、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，物质处于（b）状态。（a）全反射 （b）粒子数反转（c）受激吸收（d）

5、自发辐射3、 光电检测器是利用材料的（a）来实现光电转换的。（a）光电效应（b）能量（c）时延（d）衰减三、综合题（共60分）1、半导体激光器（LD）与发光二极管（LED）发光原理相同；但LD的P-I特性表现出明显 的阈值特性，当注入电流小于阈值电流时，不发射激光，输出光功率随注入电流的增加而缓 慢增长；当注入电流大于阈值电流时，发射激光，输出光功率随注入电流的增加而迅速线性 增长；（6分）二者区别点：出纤功率：通常LD较LED高10dB以上；谱宽：LD尤其是 动态单纵模LD谱线比LED窄23个数量级；调制速率：LD更高；与光纤的耦合：LD 发散角较小，耦合更方便；生产成本：LED低；P-I特性：LED基本是线性；LD为阈值 器件，阈值以上基本是线性；温度特性：LD对温度变化更敏感；寿命：LED更长一些；应 用场