光纤通信原理试题_1参考答案

1光纤通信原理试题＿1参考答案一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.光纤通信指的是（B）A以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。2.已知某Si-PIN光电二极管的响应度R0＝0.5A/W，一个光子的能量为2.24×10－19J，电子电荷量为1.6×10－19C，则该光电二极管的量子效率为（）A.40％B.50％C.60％D.70％R0=e错误!未找到引用源。/hf3.STM-4一帧中总的列数为（）A.261B.270C.261×4D.270×44.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（）A.θc13θ1θc12B.θ1=0°C.θ1θc13θc12D.θc12θ190°5.光纤色散系数的单位为（）A.ps/kmB.ps/nmC.ps/nm.km?D.nm/ps?km6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（）A.20dBB.30dBC.40dBD.60dB7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（）A.逐渐减少B.保持不变C.逐渐增大D.先逐渐增大后逐渐减少8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（）A.LP00值为0B.LP01C.LP11为第一高次模D.LP129.在薄膜波导中，导波的截止条件为（）A.λ0≥λCB.λ0λCC.λ0≥0D.λ0≤1.55μm10.EDFA在作光中继器使用时，其主要作用是（）A.使光信号放大并再生?B.使光信号再生C.使光信号放大D.使光信号的噪声降低二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE波；三为TM波。2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为__错误!未找到引用源。______。qLcn24.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。25.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。6.在PIN光电二极管中，P型材料和N型材料之间加一层轻掺杂的N型材料，称为本征层（I）层。7.光源的作用是将电信号电流变换为光信号功率；光检测器的作用是将光信号功转换为电信号电流。8.光发射机的消光比为_EXT=_。9.光纤通信系统中的监控信号除可借助光缆中的金属导线传输外，还可利用光纤来传输。10.在薄膜波导中，导波的特征方程是__2k1xd-212-213=2mπ_。11.EDFA在光纤通信系统中的主要应用形式有：作前置放大器、作发射机的_功率放大器_和作光中继器。12.EDFA的工作波长范围是__1.53~1。56um。13.光缆主要由缆芯、加强元件_和外护层等几部分组成。14.形成光纤损耗的原因很多，归结起来主要包括两大类：_吸收损耗_和散射损耗。15.LD适用于长距离、大容量_的光纤传输系统。16.在保证达到系统误码率指标条件下，测得接收机的最低输入光功率为0.1μW，则该接收机的接收灵敏度为____-40？_dBm。17.对光隔离器的主要要求是：插入损耗低和_隔离性好_。18.目前光纤通信所用光波的光波波长范围为:0.8～1.8μm,属于电磁波谱中的近红外区。19.EDFA作前置放大器使用时，要求其有_高增益_和低噪声的特性。三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）31.弱导波光纤纤芯折射率N1稍大于包层折射率N2的光纤。32.受激吸收物质在外来光子的激发下，低能级上的电子吸收了外来光子的能量，而跃迁到高能级上，这个过程叫做受激吸收。33.APD的雪崩倍增因子G=IM/IPIM有雪崩倍增时光电流的平均值。IP无雪崩倍增时光电流的平均值。G再40~100之间。34.误码率BER=35.光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。。四、简答题（本大题共5小题，每小题7分，37小题8分，共35分）1.分别画出半导体发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）的典型输出特性曲线，并在LD的曲线上标出阈值电流点及荧光区和激光区的范围。2.阶跃型光纤中，导波特性参数U、W的名称和计算公式分别是什么？答导波的径向归一化相位常数U,导波的径向归一化衰减常数W;U=错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。k02n12-错误!未找到引用源。2W=错误!未找到引用源。2-错误!未找到引用源。3.光纤通信系统对光发射机有哪些要求？答：1)有合适的输出光功率一般在0.01没w~5mw;2)有较好的消光比EXT=10%；3)调制特性好4.什么是半导体材料的光电效应？当光照射到半导体的P-N结上时若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光子，在价带中出现光空穴，即产生光生载流子，这种现象称为半导体材料的光电效应。35.在光纤通信系统设计中，主要涉及哪些系统部件的选择？答：1）工作波长的选择2）光源的选择3）光电检测器的选择4）光导纤维的选择。五、计算题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）1.已知阶跃型光纤的n1＝1.51，n2＝1.48，光纤长度为L＝10km。求：（1）光线在纤芯和包层分界面上产生全反射时入射角θ1变化的范围；（2）光线在光纤端面上的最大入射角Φmax；（3）该光纤的最大时延差。解：（1）（自己做的）sinθc=n2/n1所以临界角θc=arcsinn2/n1=78.56。由题意知当θcθ190。可以产生全反射。（2）因为sinΦmax=n1*错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(3)1*sinθc=Ln12/cn2最小时延错误!未找到引用源。=L/V1=Ln1/c错误!未找到引用源。Ln12/cn2--Ln1/c=(Ln12-Ln1n2)/cn2错误!未找到引用源。2.已知某光纤通信系统的光发射机输出光功率为0.5mW，光纤传输损耗为0.35dB/km，全程光纤平均接头损耗为0.1dB/km，系统富裕度为6dB。若要求系统的中继传输距离达60km，则选择的光接收机的灵敏度至少应为多少？解：PT=Pmin+La+Lai+M且PT=10lg0.5*10-3/10-3所以PMIN=PT-La-Lai-M=