光纤技术及应用复习题2016-4-26

《光纤技术及应用》复习题第一章1、对于普通的石英光纤，三个低损耗窗口分别是？（新：P3）2、光纤与金属导线之间的区别，即光纤具有的独特优点。（新教材P10）第二章1、光纤的结构、分类（新：P22）2、光纤材料选择应考虑的因素有哪些？（新：P23）3、为什么非晶体材料中的玻璃是理想的光纤材料？（新：P24）4、制造光纤的工艺流程图（新：P26）5、光纤成缆的原因（新：P34,35）6、光缆的类型（新：P39,40）第三章1、什么是光纤？光纤的结构，分类，图（新：P51；或旧：P35）；以及光纤的结构参数（相对折射率差）定义式（旧：P35），2、平板介质波导的结构，分类以及模式，不同的入射角对应不同的模式。（旧：P11-12）。以及不同的传输常数对应不同的模式（旧：P18）3、（旧：P14）在平板波导中TE0模为基模，因为TE0模的截止波长是所有导模中最长的。4、阶跃光纤中导模的光线：子午光线和斜光线午光线：指在子午面内传播的锯齿形折线；斜光线：指与芯轴即不相交也不平行的空间折线。5、阶跃光纤中的延迟时间，数值孔径，孔径角（旧P37-38；新：P53），数值孔径的物理意义。6、光纤中的电磁场模式分类（新：P63：旧：P43）；弱导光纤中的线偏振模（LP模）是由哪两类模组合而成的（旧：P47上面第二，三行）7、光纤单模工作的条件。(新：P64-66；旧：P45.)光纤中的基模是:HE11模，其截止波长、截止频率（旧：P45）。8、阶跃光纤中允许传播的导模数目：（旧：P48（式3.2-48）；新：P64式3.58）（旧：P62作业题：3.1，3.2，3.10,3.11）第四章1、光纤的传输特性包括哪些?（新：P103；旧：P64）2、什么是光纤的损耗？光纤损耗系数定义式（旧：P64式4.1-1）；光纤的损耗有：吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等。吸收损耗有：本征吸收和杂质吸收。结合新教材P103-104阅读散射损耗分为哪些？弯曲损耗分为哪些？（新：P106，旧：P66）这些损耗哪些可以通过改造工艺消除或降低？哪些不能？3、什么是光纤的色散？光纤的色散主要有哪些？分别是什么？（旧：P66-67；新：P109））4、光纤的偏振特性指的是什么？什么是光纤双折射？造成光纤双折射的原因有哪些？描述单模光纤的双折射的物理参量，主要是拍长的定义。（旧：P74-75，新：P67下面）5、为什么光纤与体非线性材料相比，更易于产生非线性光学效应？（旧：P77）6、什么是光子晶体？其特征？什么是光子晶体光纤？结构以及其导光机制。（旧：P55-56；新：P98））(旧：P80作业：4-1、4-4、4-7、4-10)第五章、第六章1、光纤无源器件包括哪些？（新：P129；旧：P81）2、知道每一种器件的作用、分类等。（光纤连接器、耦合器、光波分复用器、光隔离器等）3、光纤有源器件指哪些？4、光纤通信中，光源的作用是？常用的光源是？采用半导体光源的原因是？(新：P184)5、激光的基本原理？光与物质相互作用的三种方式。(新：P184，旧：P106)5、掺铒光纤放大器的组成部分，及各部分作用。并画图。光纤放大器的泵浦方式有？泵浦光源的波长是？（新：P205-206-207；旧：P106-107）7、光纤放大器的主要用途：(新：P205-206，旧：P108-109)第七章光纤通信技术（新：P281；旧：p137）1、光纤通信系统的组成部分。每部分作用。2、发送机的作用、组成部分及每部分作用、。3、光检测器是指？常用的光检测器有？4、光纤通信的优点（新：P283）光纤通信系统的分类(新：P285)习题：1．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10Km。试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA；（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA和相对折射率差Δ。2、已知阶跃型光纤，纤芯折射率n1=1.485，相对折射率差Δ=0.3%，工作波长λ0=1.31μm，试求：（1）保证光纤单模传输时，光纤的纤芯半径a应为多大？（2）若a=5μm，保证光纤单模传输时，n2应如何选择？3、当光在一段长为10km光纤中传输时，输出端的光功率减小至输入端光功率的一半。求：光纤的损耗系数α。4．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n1=1.50，n2=1.45，光纤的长度L=10km。试求：（1）子午光线的最大时延差；（2）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求子午光线的最大时延差。5、纤芯折射率n1=1.468,包层折射率n2为1.447,假如光源波长为1300nm请计算单模光纤的纤芯半径。6、典型的单模光纤的纤芯直径是8mm,折射率是1.460，相对折射率差是0.3%,包层直径是12.5mm，光源波长为0.85mm,计算光纤的数值孔径、最大可接受角和截至波长。7、阶跃型光纤的相对折射指数差＝0.01，纤芯折射率n1=1.48，纤芯半径a=3m，要保证单模传输，问工作波长应如何选择？8、阶跃光纤，若nl＝1.50,λ0=l.3μm，试计算（1）若Δ=0．25，为了保证单模传输，其纤芯半径a应取多大？（2）若取a=5μm，为保证单模传输，Δ应取多大？9、计算n1=1.48及n2=1.46的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率n=1.00，则允许的最大入射角θmax为多少？10、弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率指数分别为n1=1.5，n2=1.45，试计算：（1）纤芯和包层的相对折射差Δ。（2）光纤的数值孔径NA。11、已知阶跃光纤纤芯的折射率为n1=1.5，相对折射(指数)差Δ=0.01，纤芯半径a=25μm，若λ0=1μm，计算光纤的归一化频率V及其中传播的模数量M。12、一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问：（1）其纤芯直径为多少？（2）在1310nm波长上可以支持多少个模？（3）在1550nm波长上可以支持多少个模？