2014-2015第一学期导波光学期末考试试卷_(A卷)

第1页共2页北京交通大学考试试题（A卷）课程名称：导波光学学年学期：2014—2015学年第1学期课程编号：70L305Q-01开课学院：理学院出题教师：王健学生姓名：学号：任课教师：学生学院：班级：一.简答题（共50分，每题5分）1.光波导的分析方法有哪两种？请说明这两种方法的优缺点。2.写出正规光波导中随空间和时间变化的电场(,,,)xyztE的表示式，用模式场电场(,)xyE和传播常数来表示。3.简述光频范围内金属相对折射率的特点；并说明能量集中在介质与金属分界面上传播的电磁波是什么波，有什么特点？4.简述有效折射率法求如图所示条带加载型矩形波导传播常数的步骤。5.简述数值孔径的定义及物理意义，并说明单模和多模光纤数值孔径范围。6.理想单模光纤中存在哪几种色散？说明这几种色散产生的原因。7.简述波导横向耦合时，耦合长度和相位匹配的概念。8.写9.出棱镜耦合系统的同步条件，说明m线产生的原因。10.简述光纤光栅的分析方法。11.简述光纤对接时的损耗种类、及产生的原因。题号一（简答题）二（计算题）总分1234得分阅卷人n1n0n2n34题图第2页共2页二．计算题（共50分）1.试用电磁理论的方法推出芯区的折射率为n1、厚度为d，衬底和包层折射率都为n2，工作波长为的三层对称均匀平面波导TE模的本征值方程（要求有求解过程），并推出TE01模截止厚度的表达式。（15分）2.根据单频电磁场的麦克斯韦方程组，推导磁场H的亥姆霍兹方程。(10分)3.欲设计二层单模阶跃光纤，n2=1.45，Δ=0.005，试分别计算波长=1.3m和波长=1.55m时的最大芯径。（10分）4.根据TE模的特征方程1100()()0()()JUKWUJUWKW,推出TE01的U值范围。（15分）