光纤理论与技术知到智慧树章节测试课后答案2024年秋哈尔滨工程大学

光纤理论与技术知到智慧树章节测试课后答案2024年秋哈尔滨工程大学第六章单元测试

光纤放大器的主要功能是什么？（）

A:信号调制B:信号放大C:信号解调D:信号滤波

答案:信号放大光纤放大器中的噪声主要来源于哪里？（）

A:光纤本身的固有损耗B:自发放大辐射C:泵浦激光器的不稳定性D:外部环境干扰

答案:自发放大辐射以下哪项描述最准确地概括了掺铒光纤放大器的优点？（）

A:易于受环境温度变化影响，稳定性较差B:结构复杂，成本高，不利于大规模应用C:增益带宽较窄，适用于特定波长的信号放大D:增益高，带宽宽，噪声低。适用于多波长信号放大

答案:增益高，带宽宽，噪声低。适用于多波长信号放大光纤激光器的输出功率主要受哪个因素的限制？（）

A:泵浦光的功率B:光纤的长度C:光纤的损耗D:信号光的波长

答案:泵浦光的功率以下哪些是光纤激光器的优点？（）

A:波长选择性宽B:调谐范围宽C:光束质量好、性能稳定D:高峰值功率、全固态

答案:光束质量好、性能稳定

第八章单元测试

可以通过___________技术减小由于布拉格光纤光栅反射谱中旁瓣引起的信号串扰问题（）。

A:切趾B:紫外曝光C:飞秒激光直写D:全息

答案:切趾等式右端第三项表示___________（）。

A:弹光效应B:热光效应C:波导效应D:应变效应

答案:波导效应以下哪一项不是I型光栅的特点（）。

A:超过300oC被擦除B:热稳定差C:折射率调制深度为10-5-10-2D:实际使用最多

答案:折射率调制深度为10-5-10-2以下哪一项不是II型光栅的特点（）。

A:热稳定好B:可以在800oC温度下使用C:低强度紫外辐射制备D:折射率调制深度为10-2

答案:低强度紫外辐射制备以下哪一项不是光纤F-P干涉仪的特点（）。

A:技术成熟B:需镀低反射膜C:制备方便，可准确控制腔长D:腔长一般为数十微米

答案:需镀低反射膜按照光纤在传感器中所起的作用，光纤传感器可分为___________光纤传感器（）。

A:功能型B:主动型C:非功能型D:被动型

答案:功能型；非功能型Sagnac光纤干涉仪的误差因素包括___________（）。

A:互异性和偏振态B:偏置和相位调制C:寄生效应D:光子噪声

答案:互异性和偏振态；偏置和相位调制；寄生效应；光子噪声声光调制器的特点有___________（）。

A:消光比低B:基于声光效应制备而成C:驱动功率低D:光损耗小

答案:基于声光效应制备而成；驱动功率低；光损耗小

第一章单元测试

通信光纤的工作原理是（）。

A:多重反射B:全反射C:折射D:平面反射

答案:全反射光纤中由干物质密度不均匀而造成的光散射，属干（）。

A:结构散射B:布里渊散射C:瑞利散射D:菲涅尔散射

答案:瑞利散射引起光纤损耗的线性散射主要是（）。

A:拉曼散射B:布里渊散射C:瑞利散射D:米氏散射

答案:瑞利散射瑞利散射损耗属于（）。

A:杂质吸收损耗B:结构不完善引起的损耗C:本征损耗D:原子缺陷吸收损耗

答案:本征损耗在单模光纤中占主导地位的色散是()，多模光纤中占主导地位的色散是()。（）

A:波导色散B:材料色散C:结构色散D:模式色散

答案:材料色散；模式色散

第七章单元测试

光纤通信的最大优势是什么？（）

A:所有上述选项B:传输距离长C:成本低廉D:抗电磁干扰强

答案:所有上述选项光纤通信技术相较于传统铜线通信技术具有哪些显著优点？（）

A:可以传输更远的距离B:抗拉强度高C:光设备和光器件成本低D:安装和维护成本更低

答案:可以传输更远的距离以下哪种色散取决于光纤结构？（）

A:波导色散B:模式色散C:极化色散D:材料色散

答案:波导色散光纤通信中的光波分复用(WDM)技术是指什么？（）

A:多个信号在同一光纤中传输B:信号在光纤中的折射C:使用多个光纤传输信号D:信号在光纤中的反射

答案:多个信号在同一光纤中传输光纤通信中的色散会导致什么现象？（）

A:信号增强B:信号失真C:信号放大D:信号衰减

答案:信号失真对模间色散、材料色散和波导色散进行简要描述

答案:1.**模间色散**：模间色散是光纤通信系统中的一种色散现象，它发生在多模光纤中。由于多模光纤中有多个模式同时传输，不同模式的光在光纤中的传播速度各不相同，这导致了携带相同信息的不同模式到达接收端的时间不同，从而产生色散。模间色散主要影响的是光纤通信系统的传输距离和数据速率，随着数据速率的提高和传输距离的增加，模间色散的影响变得越来越显著。2.**材料色散**：材料色散是光信号在光纤中传输时，不同波长的光在光纤材料中的折射率不同而引起的色散现象。光信号在传输过程中，短波长的光相对于长波长的光，在光纤材料中传播得更快，这种波长依赖性的差异导致了信号脉冲的展宽，这就是材料色散。材料色散主要影响的是光纤通信系统的传输质量，特别是对于高速率、长距离传输系统来说，材料色散是一个重要的限制因素。3.**波导色散**：波导色散是指光在光纤波导中传输时，不同模式或不同波长的光在波导中传播的速度不同而引起的色散现象。与模间色散不同，波导色散通常在单模光纤中更为显著，特别是在光纤设计或制造过程中存在微小的不均匀性时。波导色散可以进一步细分为模式色散和波长色散。模式色散是由不同模式之间的速度差引起的，而波长色散则是由不同波长光在光纤中的传播速度差异造成的。波导色散对于光纤通信系统的影响较小，但在特定条件下仍可能成为系统性能的限制因素。光纤中的非线性效应可分为两类，请分别介绍:

答案:光纤中的非线性效应主要可以分为两类：自相位调制（SPM）和交叉相位调制（XPM）。1.自相位调制（SPM）：自相位调制是由于光波在光纤中传播时，其电场强度导致的折射率变化与光波本身相互作用产生的效应。这种效应会导致信号波形的畸变，主要影响是脉冲展宽。SPM效应在低功率和长距离传输时相对较小，但在高功率和短距离传输时变得明显，对光纤通信系统的性能有显著影响。2.交叉相位调制（XPM）：交叉相位调制是两个或多个不同频率光波在光纤中同时传输时发生的相互作用。这种效应使得一个光波的相位受到另一个光波的影响。XPM效应主要表现为频率搬移，即一个光波的能量转移到另一个光波上，形成新的频率分量。这种效应在光纤通信系统中也具有重要意义，尤其是在光纤放大器和光交换技术中，需要对其进行控制以避免性能恶化。光纤的色散是如何导致信号失真的

答案:光纤的色散会导致信号失真，主要是因为不同频率或波长的光在光纤中的传播速度不同。光纤中主要有三种类型的色散：模式色散、材料色散和波导色散。1.**模式色散**：在多模光纤中，由于不同模式（即不同的光波路径）的光在光纤中以不同的速度传播，导致信号的不同部分到达接收端的时间不同，从而引起信号失真。2.**材料色散**：材料色散是由于光的不同频率成分在光纤材料中传播速度的不同而引起的。通常，光的短波长部分比长波长部分在光纤中传播得更快。这种差异随着频率（或波长）的变化而变化，导致信号的脉冲展宽，进而引起信号失真。3.**波导色散**：波导色散是指在单模光纤中，尽管只有一个模式传播，但由于光纤结构的不均匀性，不同波长的光在光纤中的传播路径略有不同，这也导致了信号的脉冲展宽和失真。综上所述，光纤的色散通过引起光信号的不同频率成分传播速度的差异，导致信号在传输过程中脉冲展宽，最终表现为信号失真。为了减小色散的影响，通常会采用色散补偿技术，如使用色散补偿光纤或通过调整信号的调制方式等方法来改善信号质量。

第五章单元测试

下列光纤干涉仪中，能够测量角速度的是（）

A:Fabry-Perot干涉仪B:Michelson干涉仪C:Sagnac干涉仪D:Mach-Zehnder干涉仪

答案:Sagnac干涉仪光纤陀螺的基本原理是（）

A:Mach-Zehnder干涉仪B:Sagnac干涉仪C:Fabry-Perot干涉仪D:Michelson干涉仪

答案:Sagnac干涉仪Si基探测器的工作波长范围通常为（）

A:400nm-1100nmB:400nm-700nmC:1100-1700nmD:190nm-400nm

答案:400nm-1100nm光纤干涉仪中存在共光路结构的是（）

A:Michelson干涉仪B:Fabry-Perot干涉仪C:Mach-Zehnder干涉仪D:Sagnac干涉仪

答案:Sagnac干涉仪下列光纤干涉仪中，使用时需要采用光隔离措施的是（）

A:Mach-Zehnder干涉仪B:Sagnac干涉仪C:Michelson干涉仪D:Fabry-Perot干涉仪

答案:Sagnac干涉仪；Michelson干涉仪

第二章单元测试

单模光纤的截止波长为λc，当工作波长λ满足（）时，就能保证光纤的单模传输。

A:λ<λcB:λ≥0C:λ=λcD:λ≥λc

答案:λ≥λc对于线偏振LPmn模，模斑功率分布特点为，沿径向的亮斑数是（），沿角向的亮斑数是（）。（）

A:mB:2nC:2mD:n

答案:2m；n光纤的数值孔径与（）有关。

A:纤芯的直径B:相对折射指数差C:光的工作波长D:包层的直径

答案:相对折射指数差与HE31模简并的模式有（）。

A:TM01B:EH11C:HE12D:HE21

答案:EH11；HE12多模光纤的色散包括模式色散、材料色散和波导色散，其中三者的关系为（）。

A:模式色散>材料色散>波导色散B:模式色散>波导色散>材料色散C:模式色散<材料色散<波导色散D:模式色散<波导色散<材料色散

答案:模式色散>材料色散>波导色散

第四章单元测试

Bragg光纤光栅和长周期光纤光栅分别是将前向传输芯模转换为什么模式（）。

A:后向传输芯模和后向传输包层模B:后向传输芯模和前向传输包层模C:后向传输包层模和后向传输芯模D:后向传输包层模和前向传输包层模

答案:后向传输芯模和前向传输包层模以光纤光敏性分类的三类光栅中，热稳定性最差的是（）

A:I型光栅B:II型光栅C:需根据实际制备情况确定D:IIA（III）型光栅

答案:I型光栅单模Bragg光纤光栅中，发生能量耦合的两个模式的传播常数分别为β1和β2，则β1和β2应满足（）

A:β1+β2=0B:β1+β2=2πC:β1-β2=2πD:β1-β2=0

答案:β1+β2=0常用的光纤增敏技术包括（）

A:光纤载氢B:预施加应力C:多种物质共同掺杂D:还原性处理

答案:光纤载氢；预施加应力；多种物质共同掺杂；还原性处理若已知相位掩膜板周期为Λ，光源正入射时通过相位掩膜板制备的光纤光栅周期Λfiber等于（）

A:Λ/2B:Λ/4C:与Λ无关D:Λ

答案:Λ/2

第三章单元测试

下列哪一项属于引起光纤连接损耗的外部损耗因子？（）。

A:纵向偏移B:光纤折射率分布参数失配C:光纤直径失配D:光纤相对折射率差失配

答案:纵向偏移下列哪个步骤不属于光纤熔接过程的操作流程？（）。

A:光纤拉锥B:焊点封装C:光纤对准D:放电熔接

答案:光纤拉锥在22光纤定向耦合器中，若耦合器