光纤通信期中考试答案

一、名词解释略二、简答题1、①激光工作物质：需要有合适的工作物质,具有合适的能级分布,可以产生合适波长的光辐射；②激励：需要可以实现工作物质粒子数反转分布的激励能源——泵浦源；③光学谐振腔：需要可以进行方向和频率选择的光学谐振腔。2、①材料的吸收损耗,包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收等,是材料本身所固有的,是一种本征吸收损耗。②光纤的散射损耗,主要有瑞利散射损耗、波导散射损耗和散射损耗。③辐射损耗,当理想的圆柱形光纤受到某种外力的作用时,会产生一定曲率半径的弯曲,导致能量泄漏到包层造成损耗。3、在掺铒光纤中，铒离子(Er3+)有三个能级：能级1代表基态，能量最低，能级2是亚稳态，处于中间能级，能级3代表激发态，能量最高，当泵浦光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态(1→3)。但是激发态是不稳定的，Er3+很快返回到能级2。如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1)，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。三、解答题1.请画出半导体激光器与边发光二极管的P-I特性曲线2.一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是：n1=1.486,n2=1.472,现仅考虑模式色散，则：（1）每1km长度的脉冲宽度。（2）假设输入光脉冲的宽度T与模式色散产生的展宽∆t相比可以忽略不计，在以上情况下计算可传输光脉冲的最大比特率。3.一阶跃折射率光纤，已知纤芯和包层的折射率分别是：n1=1.48,n2=1.46,求：（1）其临界入射角θc；（2）其临界传播角αC；（3）其数值孔径NA；（4）其最大接收角θ0；（5）是否能得知相对折射率差∆的大小？相对折射率差∆和光纤与光源之间的耦合效率有何关系？实际光纤对∆有什么要求？4.若一个565Mbit/s单模光缆传输系统，其系统总体要求如下：光纤通信系统光纤损耗为0.4dB/km，光纤接头损耗为0.1dB/km，光源的入纤功率为-2.5dbm，接收机灵敏度为-37dbm，线路码型5B6B，传输速率为677990kbit/s,光源采用MLM－LD，光源谱宽为2nm，光纤的色散系数为2.5ps/(kmnm)，ε光通道功率参数取0.115。设计中取光功率代价为1db,光连接器衰减为1db，光纤富余度为0.1db/km,设备富余度为5.5db。试求：系统的最大中继距离。