光纖光學(xué)練習(xí)題

一、選擇題(下列各題四個備選答案中只有一個正確答案,請將其代號寫在題干前面得括號內(nèi)。每小題1、5分,共30分)1有關(guān)光纖中傳輸?shù)媚Ｊ?下列哪一個命題就是錯誤得？A、對于結(jié)構(gòu)參數(shù)給定得光纖,其中傳輸?shù)媚Ｊ骄褪俏ㄒ淮_定得;B、TE01、TM01與HE21模具有相同得截止頻率;C、一個模式都有自己對應(yīng)得截止頻率;D、HE11模就是唯一不能截止得模式。2光纖中能夠支持得模式由光纖波導(dǎo)本身決定,但光纖中能夠激勵出得模式與很多因素有關(guān),問光纖中實(shí)際能夠激勵出得模式與下列哪些因素?zé)o關(guān):A、入射光源得光功率;B、入射介質(zhì)得折射率;C、光得入射角;D、入射點(diǎn)得位置。3主模式號為14得模群中所含得精確模式總數(shù)為:A、14;B、26;C、28;D、74通常將光纖通信劃分為三個傳輸窗口,其主要原因就是:A、光纖得彎曲損耗;B、OH—吸收損耗;C、過渡金屬離子吸收;D、瑞利散射損耗。5線偏振模得模斑為:A、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為暗;B、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為暗;C、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為亮;D、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為亮。6光纖得損耗就是由許多不同因素造成得,其中不可能消除得因素就是:A、彎曲損耗;B、OH吸收;C、過度金屬離子吸收;D、瑞利散射7一光信號在光纖中傳播了5000m,功率損耗了15%,該光纖得損耗就是A、0、14dB/km;B、0、71dB/km;C、0、64dB/km;D、0、32dB/km。8對于1330nm得單模光纖,當(dāng)入射光中心波長為1550nm,光譜寬度為10nm時,不可能存在得色散就是哪一個？A、模間色散;B、材料色散;C、波導(dǎo)色散;D、偏振模色散。9數(shù)值孔徑NA就是光纖得一個重要參數(shù),下列哪些命題就是錯誤得？A、NA越大,光纖得收光能力越大;B、NA越大,光纖得收光角越大;C、NA越大,光源與光纖得耦合效率越高;D、NA越大,多模光纖得模式色散越小。10下列光纖得色散,由小到大得排列次序?yàn)?A、多模得GIOF、多模SIOF、單模光纖;B、多模SIOF、多模得GIOF、單模光纖;C、單模光纖、多模得GIOF、多模SIOF;D、多模SIOF、單模光纖、多模得GIOF11以下那一種就是非零色散位移光纖:A、G.655光纖;B、G.653光纖;C、G.652光纖;D、G.651光纖。12有關(guān)光纖中得色散論述錯誤得就是:A、色散得存在使光纖通信系統(tǒng)得傳輸速率降低、傳輸容量變小;B、色散位移得目得就是使零色散波長與最低損耗波長一致;C、正色散得光纖使光脈沖展寬,而負(fù)色散得光纖使光脈沖壓縮,所以,負(fù)色散得光纖也成為色散補(bǔ)償光纖;D、通過適當(dāng)調(diào)整光纖波導(dǎo)得結(jié)構(gòu)參量可使波導(dǎo)色散與材料色散互相抵消。13以下關(guān)于自聚焦透鏡論述錯誤得就是:A、0、25節(jié)距得GRIN得物方焦點(diǎn)在透鏡入射平面上B、0、25節(jié)距得GRIN,同一點(diǎn)離軸入射,出射仍為平行光線C、0、25節(jié)距得GRIN,不同入射點(diǎn)得斜平行線入射,出射位置不同;D、自聚焦透鏡得長度一般以節(jié)距來表示。14下列光波長不屬于通常所說得光纖得三個傳輸窗口就是:A、0、85m;B、1、31m;C、1、48m;D、1、55m。15有關(guān)G、652光纖,以下命題哪個就是錯誤得:A、工作在1310nm波長時,損耗就是通信容量得主要限制因素;B、工作在1550nm波長時,色散就是通信容量得主要限制因素;C、工作在1550nm波長時,損耗與色散均就是通信容量得主要限制因素;D、工作在850nm波長時,損耗與色散均就是通信容量得主要限制因素;16標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯直徑一般為:A、10mB、10nmC、80mD、100nm17關(guān)于光纖連接損耗,以下那一種說法就是錯誤得:A、光纖間得連接損耗與光得傳輸方向無關(guān);B、對于單模光纖,模場半徑得不匹配就是光纖損耗主要因素;C、通過充以折射率匹配液,可大大降低光纖端面間菲涅爾反射損耗;D、多模光纖得連接損耗可用幾何光學(xué)進(jìn)行分析計(jì)算。18有關(guān)光纖光柵得命題,哪一個就是不對得:A、光纖光柵得理論基礎(chǔ)就是模式耦合理論;B、長周期光纖光柵可應(yīng)用于OADM中;C、長周期光纖光柵可用作EDFA得增益均衡;D、Bragg光纖光柵可應(yīng)用于光纖激光器中。19光時域反射儀(OTDR)不能夠完成得功能有:A、光纖端面得判斷;B、光纖色散大小得測量;C、光纖斷點(diǎn)得判斷;D、光纖長度得測量。20以下命題哪個就是錯誤得:A、摻鉺光纖激光器中諧振腔就是不可缺少得;B、EDFA與摻鉺光纖激光器得工作機(jī)理均為受激輻射;C、EDFA得增益與泵浦功率大小有關(guān);D、EDFA得增益與信號光功率大小無關(guān)。二、簡答題(每小題5分,共20分)1、簡述光纖中包層存在得必要性。答:1、與纖芯共同組成光波導(dǎo),限制光在纖芯內(nèi)傳輸。2、保護(hù)纖芯。2、簡述光纖中導(dǎo)模截止與遠(yuǎn)離截止條件得物理意義。答:當(dāng)W趨向0時,場在包層中不衰減,導(dǎo)模轉(zhuǎn)化為輻射模,對應(yīng)于導(dǎo)模截止。當(dāng)W趨向無窮大時,場在包層中不存在,導(dǎo)模場得約束最強(qiáng),對應(yīng)于導(dǎo)模遠(yuǎn)離截止。3、應(yīng)用已有得《光纖光學(xué)》知識,提高光纖通信容量,應(yīng)如何完善光纖？答:可從降低光纖色散得角度分析。4、畫出偏振無關(guān)隔離器得結(jié)構(gòu)圖,并簡述其工作原理。答:光正向傳輸時,經(jīng)偏振分光鏡分成兩束光,兩束光經(jīng)YIG與互易旋光片后,偏振方向如上圖所示,徑偏振分光鏡合束輸出。光反向傳輸時,由于YIG得非互易性,反響傳輸?shù)霉鉄o法在輸出口合束,因而光得損耗大,無法通過。三、設(shè)計(jì)題(每小題10分,共20分)1、請用如下器件:980/1550nm得波分復(fù)用耦合器、2/8Y型耦合器、光環(huán)形器、Bragg光纖光柵、980nm半導(dǎo)體激光器、一段摻鉺光纖,單模光纖若干米,分別構(gòu)成光纖放大器與激光器,畫出結(jié)構(gòu)示意圖,并簡單介紹工作原理。答:1)EDFA:工作原理:輸入信號與泵浦光在WDM中復(fù)用,光信號經(jīng)EDF介質(zhì)放大,從3輸出,兩個環(huán)行器起到隔離得作用,以提高EDFA得工作性能。2)光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)如下圖所示:980nm得泵浦光激發(fā)基態(tài)電子產(chǎn)生自發(fā)輻射,在EDF中激發(fā)新得輻射,經(jīng)由環(huán)行器,由光纖光柵選定波長由3端口輸出。激光波長與泵浦波長由wdm復(fù)用繼續(xù)在EDF中作用,在2/8Y型耦合器,8份繼續(xù)增益,2份輸出。2、有一卷大約幾十公里長得光纖需要測量其長度,現(xiàn)有一段100米可以測試得光纖與需測量得光纖具有相同得參數(shù),試設(shè)計(jì)三答:1)切斷法測損耗求長度:(1)某一光功率得光源注入待測光纖,測其輸出光功率Pout1(2)在距待測光纖入射處2m處切斷,測其Pout2(3)由損耗定義:Pout1=2、LPinPout2=2、2Pin所以,L=2、Pout1/Pout2(m)2)背向散射法3)用相同得光源分別輸入100米與待測光纖,光源脈寬已知,分別測得兩端光纖輸出脈沖展寬值,由于兩光纖得色散相等,由,得L2四、計(jì)算題(共30分)1、某光纖出現(xiàn)故障,用OTDR儀表進(jìn)行測量。OTDR發(fā)射得周期性矩形脈沖得寬度10ns,測得光脈沖從光纖始端返回光纖始端得時間為3μs,已知光纖纖芯折射率n1=1、5,(1)問此光纖故障點(diǎn)距始端距離有多長？(2)該OTDR判斷故障點(diǎn)得誤差為多少？(3)若OTDR能測得損耗范圍為32dB,想用它測試78km得光纜線路,光纜得衰減系數(shù)為0、3dB／km,問OTDR能否瞧到末端得衰減曲線？解:1)由L=Ct/(2n)=3*108*3*106/(2*1、5)=300m2)ΔL=CΔt/(2n)=+1m3)經(jīng)總得路程損耗為:0、3dB/km*78*2=46、8dB>32dB所以O(shè)TDR不能瞧到末端衰減得曲線。2、某拋物線分布光纖,n1=1、5,Δ=0、001,纖芯直徑2a=50μm,當(dāng)用波長λ0=0、85μm得光激勵時,試求:(1)光纖得最大數(shù)值孔徑;(2)光纖得截止波長;(3)基模得模場半徑;(4)模式總數(shù)。1)GIOF中得局部數(shù)值孔徑為當(dāng)r=0時,2)拋物線型:3)基模模場半徑:4)V=12、38,模數(shù)M=383、如下圖所示為X－型光纖耦合器,工作波長為1、55m。若僅由Input1端口注入光功率,從Output1與Output2端口輸出得分別為注入光功率得75％與25％。耦合器得耦合系數(shù)為:,求:(1)在上述耦合分光比下,耦合器得最小耦合長度;(2)若僅從Output1端口注入0dBm光功率,則從Input1與Input2端口分別輸出多少光功率;(3)假設(shè)從Input1注入0dBm光功率,Input2輸入－3dBm光功率時,分別從Output1與Output2輸出多少光功率？解:1)由分光比75%:25%=3:1從“1”耦合到“2”得光功率為sin2(kL)=(1cos(2kL))/2=1/4所以cos(2kL)=1/2,所以,2kL=pi/3+2kpi,k=0,+1,1最小耦合長度L=pi/(3、2k)=0、052cm2)x型耦合器有對稱型,從output1進(jìn)入,耦合到input2得為sin2(kL)為1/4,進(jìn)入input1得有3/4,所以input2輸出為1/4mw,input1為3/4mw?；騊01=0dbm=1mw,Pin1=Po1cos2(kL)=0、75mw=1、25dBmPin2=Po1sin2(kL)=0、25mw=6dBm3)Pin1=1mw,Pin2=0、5mw,Po1=Pin1cos2(kL)+Pin2sin2(kL)=0、875mw=0、58dBmPo2=Pin1sin2(kL)+Pin2cos2(kL)=2、04dBm4、光纖中得基模能否被截止,為什么？答:不能。因?yàn)楣饫w半徑不可能為0,入射波長也不可能為無窮大。四、計(jì)算題(要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果。共32分)1、某拋物線分布光纖,n1=1、5,Δ=0、001,纖芯直徑2a=50μm,當(dāng)用波長λ0=0、85μm得光激勵時,試求:(共10分)(1)包層折射率n2=？(2)光纖得數(shù)值孔徑NA=？解:(1)纖芯與包層得相對折射率差n2=1、4985(2)光纖得數(shù)值孔徑2、一光信號在光纖中傳播了5000m,功率損耗了85%,該光纖得損耗為多少dB/km？(共5分)解:1.65dB/km3、均勻光纖纖芯折射率n1=1、5,工作波長λ0=1、3μm,芯徑2a=10μm,若要保證單模傳輸,則對相對折射率差Δ有何要求？(共8分)解:<0、00224、一石英光纖,其折射率分布如下:縱向傳播常數(shù)與歸一化頻率如下圖所示,試計(jì)算:(1)該光纖得截止波長;(2)若該光纖工作波長為1m,將支持哪些模式傳輸;在忽略模式相互間得作用與光纖總色散得情況下,試分析這些模式在光纖中傳輸時得先后次序。(9分)解:(1)該光纖得截止波長為1、379um。(2)V=3、31584,有HE11,HE21,TE01,TM01模式。模式在光纖中傳輸時得先后次序?yàn)?跑得最快得為HE11,另外三個模式簡并,跑得速度比HE11慢。五、分析題(16分)1、從麥克斯韋方程出發(fā),試分析SIOF光纖中模場得求解過程。(10分)答:分析思路:從麥克斯韋方程經(jīng)過三次變量分離——得到波導(dǎo)場方程——建立數(shù)學(xué)模型,在圓柱坐標(biāo)系下討論——電磁場得縱向分量滿足波導(dǎo)場方程——變量分離,得到貝塞爾方程——根據(jù)貝塞爾函數(shù)特征,結(jié)合光纖中纖芯與包層中光場傳輸特征——得到縱向場得函數(shù)表達(dá)式——結(jié)合縱橫關(guān)系式——得到其她場分量得數(shù)學(xué)表達(dá)式。2、試分析SIOF光纖中各種模式得本征值方程得推導(dǎo)過程。(6分)答:分析思路:TE與TM模式得本征值方程得推導(dǎo)過程可根據(jù)邊界條件,并結(jié)合模式得場分量得特征,得到其本征值方程。對于HE與EH模式,可根據(jù)q參數(shù),得到她們得本征值方程。六、論述題(共10分)簡述光纖應(yīng)如何發(fā)展以適應(yīng)高速大容量光通信系統(tǒng)要求。答:分析思路:從降低色散、損耗等角度進(jìn)行論述。1、什么就是光得全反射現(xiàn)象？答:當(dāng)光從折射率高得介質(zhì)向折射率低得介質(zhì)行進(jìn)時,折射光得前進(jìn)方向?qū)⑾蚩拷缑鎮(zhèn)绕D(zhuǎn)。因此,若增大入射角,使入射角增大到某一值時,折射光將與界面相平行,此時得入射角稱之為臨界角。當(dāng)入射角大于臨界角時,折射光消失,入射光在界面處全部被反射,這種現(xiàn)象叫作全反射。

關(guān)于光得全反射,就是從高折射率得介質(zhì)向低折射率介質(zhì)入射時才能發(fā)生得一種現(xiàn)象。2、光在光纖中就是怎樣傳播得？答:光纖得結(jié)構(gòu)為介質(zhì)圓柱體,由纖芯與包層組成。纖芯區(qū)域完成光信號得傳輸;包層就是為了將光封閉在纖芯內(nèi)并保護(hù)纖芯,增加光纖得機(jī)械強(qiáng)度。目前通信光纖中纖芯與包層主題材料都就是石英,但兩區(qū)域中摻雜情況不同,因此折射率也不同。3、什么就是光纖中得傳輸模式？答:讓我們考慮一下兩束波產(chǎn)生得干涉情況。如若這兩束波得相位一致,則這兩個波將相互加強(qiáng),就可以一直傳播下去;如若這兩束波得相位不一致,則它們將彼此削弱直至最后消失。波得相位就是否一致。這就是由波束入射至包層壁得角度決定得。只有以某些特定角度入射于包層壁得波才能相互得到加強(qiáng),繼續(xù)傳播至遠(yuǎn)方。也就就是說,當(dāng)光線入射至包層壁時,只有光線與包層壁得角度為某些特定值得光波才不會被削弱而形成傳輸波組,將此稱為傳輸模。依據(jù)光線與包層壁間得夾角由小至大,分別稱為0次模,1次模,2次模、、、、、、4、光纖具有哪些參數(shù)？答:光纖得參數(shù)有:1、相對折射率差2、收光角3、數(shù)值孔徑4、折射率分布系數(shù)5、結(jié)構(gòu)參數(shù)包括:芯徑、外徑、纖芯不圓率、外徑不圓率5、140Mb/s單模光纖通信系統(tǒng)得線路為5B6B碼,工作于1、31μm,光源線寬5nm,光纖色散系數(shù)3ps/km、nm,試計(jì)算其最大中繼距離。答:最大傳輸距離可按下式計(jì)算:

L=0、325*106/|D|*Δλ*f0

其最大中繼距離可達(dá)128km以上。6、光纖通信系統(tǒng)得發(fā)射光功率為0、1mw,工作速率為100Mb/s,工作于1、31μm,光纖損耗系數(shù)為1dB/km,光纖兩端得連接器損耗各為1dB,光纖每隔2km得接合損耗為0、2dB,接收機(jī)靈敏度為100nw。試計(jì)算其最大傳輸距離。7、為什么(9、1)式不能簡單地用來描述多模光纖中得衰減？答案:因?yàn)樵诙嗄９饫w中傳輸著大量得模式,各種模式就是光功率得攜帶者,總得光功率就是被分配在各傳輸模式之中得。不同模式得衰減不同,其損耗系數(shù)a也不同,由于模式耦合,將使光纖a隨傳輸長度z而變化。因此不能簡單用(9、1)式表示。8、什么就是多模光纖得穩(wěn)態(tài)損耗系數(shù)？試寫出它得表示式,與它成立條件。答:光纖中模式分布穩(wěn)定時得損耗系數(shù)為穩(wěn)態(tài)損耗系數(shù)。其表達(dá)式為(9、6)式。其成立條件必須使L1>Lc9、什么就是光合波器、光分波器？答:光合波器、光分波器就是用在波分復(fù)用等傳輸方式中得無源器。它們可以將不同波長得多個光信號合并在一起一根光纖中傳輸,將經(jīng)一根光纖傳輸來得不同波長得復(fù)合光信號,按不同光波長分開。前者稱為光合波器,后者稱為光分波器。10、光時域反射計(jì)中為什么要進(jìn)行平均化處理？答:由于光時域反射計(jì)所測量得背向散射光非常微弱,如果不對檢測到得返回信號進(jìn)行求平均得處理,即便就是在相同得測試條件下測量相同得光纖,也不可能得到相同得測試結(jié)果。這就是因?yàn)楸诚蛏⑸涔庑盘柺艿焦鈺r域反射計(jì)中PAD散粒噪聲、前置放大器熱噪聲等測量系統(tǒng)所產(chǎn)生得噪聲影響所致。為了能從被噪聲所淹沒得信號中檢測出被測光纖特性得信息,需對光纖上某一點(diǎn)得背向散射光信號作多次測量,取其數(shù)據(jù)得平均值作為測定值,這就就是平均化處理。一.選擇題(從下列各題四個備選答案中選出一個或多個正確答案,并將其代號寫在題干前面得括號內(nèi)。答案選錯或未選全者,該題不得分。每小題2分,共16分)1.光纖通信得三個工作窗口中,對于常規(guī)光纖,最低損耗窗口就是______

A、0、85μmB、1、31μmC、1、40μmD、1、55μm

2.常規(guī)單模光纖得三個工作窗口就是_______

A、0、85μmB、1、31μmC、1、40μmD、1、55μm

3.光纖得損耗就是由許多不同因素造成得,其中不可能消除得因素就是_______

A、彎曲損耗B、OH—吸收C、過度金屬離子吸收D、瑞利散射

4.數(shù)值孔徑NA就是光纖得一個重要參數(shù),下列哪些命題就是錯誤得?________

ANA越大,光纖得收光能力越大

BNA越大,光纖得收光角越大

CNA越大,光源與光纖得耦合效益越高

DNA越大,多模光纖得模式色散越小

5.有關(guān)光纖得色散曲線,下列哪一個命題就是錯誤得______

A、一個模式都有自己對應(yīng)得截止頻率

B、光纖歸一化頻率V越大,光纖中存在得模式越少

C、HE11模就是唯一不能截止得模式

D、緊鄰HE11模得高階模就是TE01、TM01、HE21模

6.單模光纖不存在以下哪幾種色散?______

A、模式色散B、材料色散C、波導(dǎo)色散D、偏振模色散

7.譜寬為4nm得光脈沖,在某單模光纖中傳輸50km后,脈沖在時域上展寬3000ps,該光纖總色散系數(shù)為多少？______

A、60ps/nm、kmdBmB、15ps/nm、km

C、750ps/nm、KmD、2800ps/nm、km

8.某階躍多模光纖纖芯與包層折射率分別為n1=1、6,n2=1、584,該光纖每公里因模式色散所引起得最大時延差Δτm為多少ns/km？_______

A、68B、40C、53、3D、23

9.某階躍多模光纖,纖芯折射率n1=1、5,相對折射率差Δ=0、01,工作波長λ0=0、85μm,芯徑2a=50μm,該光纖中模數(shù)量M為多少？________

A、768B、400C、532D、123

10.相干光波必須滿足得條件包括______

A、相干光波得頻率必須相同B、相干光波得相位差必須恒定

C、相干光波得振動方向必須一致一.填空題(共17分)

1.光纖由、、三層構(gòu)成,其中一般由高損耗得材料制成,起到保護(hù)光纖得作用。

2.當(dāng)光纖芯徑時,可將光波近似瞧成一根根光線,采用幾何光學(xué)方法分析光波在光纖中得傳播特性。光纖得數(shù)值孔徑NA,其收光能力越強(qiáng)。

3.光纖得色散主要有、、三種形式。

4.單模光纖得芯徑比多模光纖得芯徑。對于相同材料、相同折射率差得多模光纖,芯徑越細(xì),模式數(shù)目越。

5.光纖中導(dǎo)模傳播常數(shù)β得取值范圍為。弱導(dǎo)光纖得弱導(dǎo)條件為。一.選擇題(下列各題四個備選答案中只有一個正確答案,請將其代號寫在題干前面得括號內(nèi)。每小題1分,共10分)1.有關(guān)光纖中傳輸?shù)媚Ｊ?下列哪一個命題就是錯誤得？就是______

A、對于結(jié)構(gòu)參數(shù)給定得光纖,其中傳輸?shù)媚Ｊ骄褪俏ㄒ淮_定得

B、TE01、TM01與HE21模具有相同得截止頻率

C、一個模式都有自己對應(yīng)得截止頻率

D、HE11模就是唯一不能截止得模式

2.光纖中能夠支持得模式由光纖波導(dǎo)本身決定,但光纖中能夠激勵出得模式與很多因素有關(guān),問光纖中實(shí)際能夠激勵出得模式與下列哪些因素?zé)o關(guān)_______

A、入射光源得光功率B、入射介質(zhì)得折射率

C、光得入射角D、入射點(diǎn)得位置

3.主模式號為14得模群中所含得精確模式總數(shù)為_______

A、14B、26C、28D、7

4.通常將光纖通信劃分為三個傳輸窗口,其主要原因就是________

A、光纖得彎曲損耗B、OH—吸收損耗

C、過渡金屬離子吸收D、瑞利散射損耗

5.有關(guān)光纖得色散曲線,下列哪一個命題就是錯誤得______

A、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為暗B、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為暗

C、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為亮

D、徑向亮斑數(shù)為,角向亮斑數(shù)為,而且中心為亮

6.光纖得損耗就是由許多不同因素造成得,其中不可能消除得因素就是______

A、彎曲損耗B、OH吸收C、過度金屬離子吸收D、瑞利散射

7.一光信號在光纖中傳播了5000m,功率損耗了15%,該光纖得損耗就是______

A、0、14dB/kmB、0、71dB/kmC、0、64dB/kmD、0、32dB/km

8.對于1330nm得單模光纖,當(dāng)入射光中心波長為1550nm,光譜寬度為10nm時,不可能存在得色散就是_______

A、模間色散B、材料色散C、波導(dǎo)色散D、偏振模色散

9.數(shù)值孔徑NA就是光纖得一個重要參數(shù),下列哪些命題就是錯誤得？________

A、NA越大,光纖得收光能力越大B、NA越大,光纖得收光角越大

C、NA越大,光源與光纖得耦合效率越高D、NA越大,多模光纖得模式色散越小

10.下列光纖得色散,由小到大得排列次序?yàn)開_____

A、多模得GIOF、多模SIOF、單模光纖B、多模SIOF、多模得GIOF、單模光纖

C、單模光纖、多模得GIOF、多模SIOFD、多模SIOF、單模光纖、多模得GIOF一.選擇題(下列各題四個備選答案中只有一個正確答案,請將其代號寫在題干前面得括號內(nèi)。每小題1分,共10分)1.以下那一種就是非零色散位移光纖________

A、G.655光纖B、G.653光纖C、G.652光纖D、G.651光纖

2.有關(guān)光纖中得色散論述錯誤得就是______

A、色散得存在使光纖通信系統(tǒng)得傳輸速率降低、傳輸容量變小

B、色散位移得目得就是使零色散波長與最低損耗波長一致

C、正色散得光纖使光脈沖展寬,而負(fù)色散得光纖使光脈沖壓縮,所以,負(fù)色散得光纖也成為色散補(bǔ)償光纖

D、通過適當(dāng)調(diào)整光纖波導(dǎo)得結(jié)構(gòu)參量可使波導(dǎo)色散與材料色散互相抵消

3.以下關(guān)于自聚焦透鏡論述錯誤得就是________

A0、25節(jié)距得GRIN得物方焦點(diǎn)在透鏡入射平面上

B0、25節(jié)距得GRIN,同一點(diǎn)離軸入射,出射仍為平行光線

C0、25節(jié)距得GRIN,不同入射點(diǎn)得斜平行線入射,出射位置不同

D自聚焦透鏡得長度一般以節(jié)距來表示

4.下列光波長不屬于通常所說得光纖得三個傳輸窗口就是______

A、0、85μmB、1、31μmC、1、48μmD、1、55μm

5.有關(guān)G、652光纖,以下命題哪個就是錯誤得________

A、工作在1310nm波長時,損耗就是通信容量得主要限制因素

B、工作在1550nm波長時,色散就是通信容量得主要限制因素

C、工作在1550nm波長時,損耗與色散均就是通信容量得主要限制因素

D、工作在850nm波長時,損耗與色散均就是通信容量得主要限制因素

6.標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯直徑一般為______

A、10μmB、10nmC、80μmD100、nm

7.關(guān)于光纖連接損耗,以下那一種說法就是錯誤得________

A、光纖間得連接損耗與光得傳輸方向無關(guān)

B、對于單模光纖,模場半徑得不匹配就是光纖損耗主要因素

C、通過充以折射率匹配液,可大大降低光纖端面間菲涅爾反射損耗

D、多模光纖得連接損耗可用幾何光學(xué)進(jìn)行分析計(jì)算

8.有關(guān)光纖光柵得命題,哪一個就是不對得______

A、光纖光柵得理論基礎(chǔ)就是模式耦合理論B、長周期光纖光柵可應(yīng)用于OADM中

C、長周期光纖光柵可用作EDFA得增益均衡D、Bragg光纖光柵可應(yīng)用于光纖激光器中

9.光時域反射儀(OTDR)不能夠完成得功能有________

A、光纖端面得判斷B、光纖色散大小得測量

C、光纖斷點(diǎn)得判斷D、光纖長度得測量

10.以下命題哪個就是錯誤得______

A、摻鉺光纖激光器中諧振腔就是不可缺少得B、EDFA與摻鉺光纖激光器得工作機(jī)理均為受激輻射

C、EDFA得增益與泵浦功率大小有關(guān)D、EDFA得增益與信號光功率大小無關(guān)1.下列哪個不就是光纖通信得工作窗口______

A、0、85μmB、1、31μmC、1、40μmD、1、55μm

2.與IMDD系統(tǒng)相比,下列哪個不就是相干光通信得優(yōu)點(diǎn)_______

A、可使用多種調(diào)制技術(shù)B、光接收機(jī)靈敏度高,中繼距離長

C、可充分利用光纖得低損耗波譜,增加通信容量D、對光載波得相干性要求高

3.發(fā)展中得第四代光通信就是指_______

A、短波長光通信B、長波長1、31μm得多模光纖與單模光纖通信系統(tǒng)

C、長波長1、55μm單模光纖通信D、相干光通信

4.一張普通紙得厚度就是0、003cm,與直徑為50μm得圓柱光纖比較,前者就是后者得________

A、0、06倍B、0、6倍C、6倍D、60倍

5.在光纖通信三個窗口中,對于常規(guī)光纖,零色散窗口就是______

A、0、85μmB、1、31μmC、1、40μmD、1、55μm

6.數(shù)值孔徑NA就是光纖得一個重要參數(shù),下列哪些命題就是錯誤得______

A、NA越大,光纖得收光能力越大B、NA越大,光纖得收光角越大

C、NA越大,光源與光纖得耦合效率越高D、NA越大,多模光纖得模式色散越小

7.有關(guān)光纖得色散曲線,下列哪個命題就是錯誤得______

A、一個模式都有自己對應(yīng)得截止頻率B、光纖歸一化頻率越大,光纖中存在得模式越少

C、HE11模就是唯一不能截止得模式D、緊鄰HE11模得高階模就是TE01、TM01、HE21模

8.某單模光纖損耗系數(shù)為0、3dB/km,入纖功率為3dBm,傳輸10km后,輸出功率為_______

A、2、7dBmB、3dBmC、1、3dBmD、0dBm

9.光纖得寬帶與傳輸碼流脈沖展寬之間得關(guān)系就是:________

A、脈沖展寬越寬,光纖帶寬越寬B、脈沖展寬越寬,光纖帶寬越窄

C、脈沖展寬與光纖帶寬沒有關(guān)系D、光纖帶寬隨脈沖展寬增大先變大后變小

10.光纖線路富余度一般取值為______

A、0、5dBB、1dBC、1、5dBD、10dB一.選擇題(下列各題四個備選答案中只有一個正確答案,請將其代號寫在題干前面得括號內(nèi)。每小題1分,共10分)1.光接收機(jī)靈敏度與傳輸距離得關(guān)系就是______

A光接收機(jī)靈敏度隨傳輸距離得增加而變高B傳輸距離增大,靈敏度先變低后變高

C傳輸距離增大,靈敏度先變高后變低D光接收機(jī)靈敏度隨傳輸距離得增加而變低

2.

信號得碼率,光纖帶寬,傳輸距離三者得關(guān)系為_______

A傳輸距離主要受光纖帶寬得限制B碼率高到一定程度時,傳輸距離將急劇下降

C三者無明確關(guān)系D以上都不對

3.在光時域儀測量光纖損耗得波形中,“初始脈沖”就是由什么因素引起得_______

A沿光纖反向傳播受到光纖得損耗引起得B接頭處得光功率損耗引起得

C光纖端面得菲涅爾反射引起得D光纖缺陷或光纖斷裂引起得

4.下列哪個不就是光纖色散得測量方法________

A、窄脈沖法B、頻譜分析法C、近場掃描法D、掃描調(diào)制法

5.單模光纖中,在截止波長附近,不能激發(fā)得模式就是______

A、LP01B、LP11C、LP02D、LP12

6.單模光纖中不存在得色散就是______

A、模式色散B、材料色散C、波導(dǎo)色散D、偏振模色散

7.下列哪些不屬于擴(kuò)大光纖通信容量得途徑______

A、多配置光纖B、相干光通信,光孤子技術(shù)C、DWDMD、改變光波波長

8.與IMDD系統(tǒng)相比,相干光通信得優(yōu)點(diǎn)不包括_______

A、可使用多種調(diào)制技術(shù)B、光接收機(jī)靈敏度高,中繼距離長

C、可充分利用光纖得低損耗波譜,增加通信容量D、對光載波得相干性要求高

9.全光網(wǎng)得優(yōu)點(diǎn)就是________

A、充分利用光纖巨大帶寬B、避免光電光轉(zhuǎn)換帶來得經(jīng)濟(jì)性、可靠性問題

C、避免電子學(xué)瓶頸D、以上都就是

10.對光發(fā)射機(jī),本征光源得穩(wěn)定度得范圍就是______

A、小于10MHzB、大于5MHzC、小于100MHz二.計(jì)算題(要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果。共35分)

1.某拋物線分布光纖,n1=1、5,Δ=0、001,纖芯直徑2a=50μm,當(dāng)用波長λ0=0、85μm得光激勵時,試求:(共10分)

(1)包層折射率n2=？

(2)光纖得數(shù)值孔徑NA=？

2.一光信號在光纖中傳播了5000m,功率損耗了85%,該光纖得損耗為多少dB/km？(共5分)

3、均勻光纖纖芯折射率n1=1、5,工作波長λ0=1、3μm,芯徑2a=10μm,若要保證單模傳輸,則對相對折射率差Δ有何要求？(共8分)

4、一石英光纖,其折射率分布如下:

縱向傳播常數(shù)與歸一化頻率如下圖所示,試計(jì)算:(1)該光纖得截止波長;(2)若該光纖工作波長為1?m,將支持哪些模式傳輸;在忽略模式相互間得作用與光纖總色散得情況下,試分析這些模式在光纖中傳輸時得先后次序。(12分)一.簡答題(每小題5分,共20分)1.簡述光纖中包層存在得必要性。

2.簡述光纖中導(dǎo)模截止與遠(yuǎn)離截止條件得物理意義。

3.應(yīng)用已有得《光纖光學(xué)》知識,提高光纖通信容量,應(yīng)如何完善光纖？

4.畫出偏振無關(guān)隔離器得結(jié)構(gòu)圖,并簡述其工作原理。二.設(shè)計(jì)題(每小題10分,共20分)

1.請用如下器件:980/1550nm得波分復(fù)用耦合器、2/8Y型耦合器、光環(huán)形器、Bragg光纖光柵、980nm半導(dǎo)體激光器、一段摻鉺光纖,單模光纖若干米,分別構(gòu)成光纖放大器與激光器,畫出結(jié)構(gòu)示意圖,并簡單介紹工作原理。

2.有一卷大約幾十公里長得光纖需要測量其長度,現(xiàn)有一段100米可以測試得光纖與需測量得光纖具有相同得參數(shù),試設(shè)計(jì)三種測量方法用以測量光纖長度。

三.計(jì)算題(共30分)

1、某光纖出現(xiàn)故障,用OTDR儀表進(jìn)行測量。OTDR發(fā)射得周期性矩形脈沖得寬度10ns,測得光脈沖從光纖始端返回光纖始端得時間為3μs,已知光纖纖芯折射率n1=1、5,

(1)問此光纖故障點(diǎn)距始端距離有多長？

(2)該OTDR判斷故障點(diǎn)得誤差為多少？

(3)若OTDR能測得損耗范圍為32dB,想用它測試78km得光纜線路,光纜得衰減系數(shù)為0、3dB／km,問OTDR能否瞧到末端得衰減曲線？

2、某拋物線分布光纖,n1=1、5,Δ=0、001,纖芯直徑2a=50μm,當(dāng)用波長λ0=0、85μm得光激勵時,試求:(1)光纖得最大數(shù)值孔徑;(2)光纖得截止波長;(3)基模得模場半徑;(4)模式總數(shù)。答案試卷一1、A2、A3、B4、B5、B6、D7、A8、A9、D10、C11、A12、C13、C14、C15、C16、A17、A18、B19、B20、D客觀題一1、D2、ABD3、D4、D5、B6、A7、B8、C9、A10、ABCD客觀題二1、纖芯2、包層3、套層4、套層5、遠(yuǎn)大于工作波長6、大7、模式色散8、材料色散9、波導(dǎo)色散10、細(xì)11、少12、n2k0<β13、n1≈n2客觀題三1、A2、A3、B4、B5、B6、D7、A8、A9、D10、C客觀題四1、A2、C3、C4、C5、C6、A7、A8、B9、B10、D客觀題五1、C2、D3、D4、B5、B6、D7、B8、D9、B10、A客觀題六1、D2、B3、C4、C5、A6、A7、D8、D9、D10、A主觀題一1、簡述光有源器件與無源器件得定義？答:光有源器件:需要外加能源驅(qū)動才能工作得器件;