※二知識點小結
1、光纖由那幾層構成,各層的主要作用是什麼？
光纖是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細絲..纖芯的折射率比包層稍高,損耗比包層更低,光能量主要在纖芯內傳輸.包層為光的傳輸提供反射面和光隔離,並起一定的機械保護作用.
2、光纖是怎樣分類的？
按折射率—突變型多模光纖、漸變性多模光纖、單模光纖；按材料—石英系光纖、石英芯塑料包層光纖、多成分玻璃纖維、塑料光纖
3、什麼叫光纖損耗？造成光纖損耗的原因是什麼？矽光纖的光譜衰減曲線表明存在三個低損耗視窗，這三個視窗分別是多少。
傳輸過程中光訊號幅度的減小。原因：吸收、散射、彎曲損耗，吸收損耗是由於sio2材料引起的固有吸收和雜質引起的吸收產生的，散射損耗主要是由材料微觀度不均勻引起的銳利散射和光線結構缺陷引起散射產生的。
0.85um、1.31um、1.
55um附近時光纖傳輸損耗較小或最小的波長「視窗」相應損耗為2—3db/km,0.5db/km,0,2db/km。
4、什麼是色散？色散對光訊號有什麼影響？單模光纖中有哪幾種色散？多模光纖中有哪幾種色散？單模光纖的零色散波長在什麼位置？色散位移光纖是採用什麼原理製成的？
色散：（模式、材料、波導色散）在光纖中傳輸的光訊號，由於不同成分的光的時間延遲不同而產生的一種物理效應。影響：
模擬調製中限制頻寬，若是數字脈衝訊號將使脈衝展寬，限制系統傳輸速率。單模:色度色散、偏振模色散。
多模：模內、模間色散。1.
31um。
5、目前光纖通訊為什麼採用以下三個作波長：λ0=0.85μm,λ2=1.31μm,λ3=1.55μm？
這是光纖的三個低損耗視窗
6、光纖通訊為什麼向長波長、單模光纖方向發展？
長波長、單模光纖比短波、多模光纖具有更好的傳輸特性。一：單模光纖沒有色散模式，不同成分光經過單模光纖的傳播時間不同的程度顯著限於經過多模光纖的傳輸時間；二：
由光纖損耗和波長的關係曲線可知，隨著波長增大，損耗呈下降趨勢，且在1.55um處有最低值，而且1.31um和1.
55um處的色散很小，故目前長距離光纖通訊一般都工作在1.55um處。
7、光能量在光纖中傳輸的必要條件.
纖芯折射率大於包層折射率。
8、突變多模光纖數值孔徑的概念及計算.
突變型多模光纖相對折射率差（纖芯和包層折射率分別為n1和n2）定義：n=(n1-n2)/n1
數值孔徑,時間延遲,最大入射角(θ=θc)和最小入射角(θ=0)的光線之間時間延遲差近似為
9、弱導波光纖的概念.
纖芯折射率為n1保持不變，到包層突然變為n2。這種光纖一般纖芯直徑2a=50~80 μm，光線以折線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點是訊號畸變大。頻寬只有10~20 mhz·km，一般用於小容量（8 mb/s以下）短距離（幾km以內）系統。
12、漸變型多模光纖自聚焦效應的產生機理.
自聚焦效應：不同入射角相應的光線,雖然經歷的路程不同,但是最終都會聚在p點上,這種現象稱為自聚焦效應.
14、突變光纖和平方律漸變光纖傳輸模數量的計算.傳輸模數
對於突變型光纖,g→∞,m=v2/2；對於平方律漸變型光纖,g=2,m=v2/4
15、單模傳輸條件為
截止波長 ,
歸一化頻率
16、歸一化雙折射b:,
拍長：兩正交偏振模的相位差達到2π的光纖長度.
17、三種色散的定義.
色散是在光纖中傳輸的光訊號由於不同成分的光的時間延遲不同而產生的一種物理效應.色散的種類：1模式色散：
是由於不同模式的時間延遲不同而產生的,它取決於光纖的折射率分布,並和光纖材料折射率的波長特性有關.2材料色散：是由於光纖的折射率隨波長而改變,以及模式內部不同波長成分的光(實際光源不是純單色光),其時間延遲不同而產生的.
這種色散取決於光纖材料折射率的波長特性和光源的譜線寬度.3波導色散：是由於波導結構引數與波長有關而產生的,它取決於波導尺寸和纖芯與包層的相對折射率差
18、光纖色散的表示,時域和頻域的表示式的關係.
頻域：色散限制了傳輸訊號的頻寬；色散通常用3db光頻寬=>f3db
時域：色散引起脈衝展寬.脈衝展寬δτ表示
二者的關係通過推導可得：=441/δτ（mhz）
式中：δτ為訊號通過光纖產生的脈衝展寬,單位為ns；用脈衝展寬表示時,光纖色散可以寫成δτ=(δτ2n+δτ2m+δτ2w)1/2.δτn模式色散；δτm材料色散；δτw波導色散,所引起的脈衝展寬的均方根值.
19、光纖損耗產生的機理.
1)吸收損耗(a)本徵吸收（固有吸收）：
電子躍遷吸收（紫外吸收）分子共振吸收（紅外吸收）(b)雜質吸收
(2)散射損耗：由於光纖中介質的不均勻性而使光向各個方向散射開而引起的損耗.（a）線性散射：瑞利散射,波導散射(b)非線性散射：受激拉曼散射和受激布里淵散射
(3)彎曲損耗：由光纖結構缺陷(如氣泡)引起的散射
20、非零色散光纖.
光纖在1.55μm有微量色散
21、光纜纜芯的結構型別.
纜芯通常包括被覆光纖(或稱芯線)和加強件兩部分.被覆光纖是光纜的核心,決定著光纜的傳輸特性.加強件起著承受光纜拉力的作用,通常處在纜芯中心,有時配置在護套中.
四種基本型別：層絞式、骨架式、中心束管式、帶狀式
22、光纖特性引數的測量方法.
損耗測量：一種是測量通過光纖的傳輸光功率,稱剪斷法和插入法；另一種是測量光纖的後向散射光功率,稱后向散射法.
頻寬測量：時域法又稱脈衝法；頻域法又稱掃頻法.
光纖色散測量有相移法、脈衝時延法和干涉法等.相移法是測量單模光纖色散的基準方法.
※第三章知識點小結
1、光與物質作用時有受激吸收,自發輻射,受激輻射三個物理過程.
2、受激輻射光的頻率、相位、偏振態和傳播方向與入射光相同，這種光稱為相干光。自發輻射光是由大量不同激發態的電子自發躍遷產生的，其頻率和方向分布在一定範圍內，相位和偏振態是混亂的，這種光稱為非相干光。
2、半導體雷射器的主要由哪三個部分組成？
有源層；限制層；基片
3、電子吸收或輻射光子所要滿足的波爾條件.e2-e1=hf12 式中，h=6.628×10-34j·s，為蒲朗克常數，f12為吸收或輻射的光子頻率。
4、什麼是粒子數反轉分布？
設在單位物質中，處於低能級e1和處於高能級e2(e2>e1)的原子數分別為n1和n2。受激吸收和受激輻射的速率分別比例於n1和n2，且比例係數(吸收和輻射的概率)相等。n2>n1的分布，和正常狀態(n1>n2)的分布相反，所以稱為粒子(電子)數反轉分布。
5、理解半導體雷射產生雷射的機理和過程.
半導體雷射器工作原理:半導體雷射器是向半導體pn結注入電流， 實現粒子數反轉分布，產生受激輻射，再利用諧振腔的正反饋，實現光放大而產生雷射振盪的。
雷射振盪的產生：粒子數反轉分布（必要條件)啟用物質置於光學諧振腔中，對光的頻率和方向進行選擇=連續的光放大和雷射振盪輸出
過程：由於限制層的帶隙比有源層寬，施加正向偏壓後，p層的空穴和n層的電子注入有源層。p層帶隙寬，導帶的能態比有源層高，對注入電子形成了勢壘， 注入到有源層的電子不可能擴散到p層。
同理，注入到有源層的空穴也不可能擴散到n層。另一方面，有源層的折射率比限制層高，產生的雷射被限制在有源區內
6、靜態單縱模雷射器.
驅動電流變大，縱模模數變小 ，譜線寬度變窄，當驅動電流足夠大時，多縱模變為單縱模，這種雷射器稱為靜態單縱模雷射器
8、半導體雷射器的溫度特性.
雷射器輸出光功率隨溫度而變化有兩方面（1）雷射器的閾值電流ith 隨溫度公升高而增大（2）外微分量子效率ηd隨溫度公升高而減小。
9、dfb雷射器（分布反饋雷射器）的優點.
1、單縱模雷射器2、光譜寬度窄，波長穩定性好3.動態譜特性好，高速調製時也能保持單模特性4、線性好
10、ld與led的主要區別。
半導體雷射二極體 (ld)發光二極體(led)
ld發射的是受激輻射光，led發射的是自發輻射光，led的結構和ld相似，大多是採用雙異質結(dh)晶元，把有源層夾在p型和n型限制層中間，不同的是led不需要光學諧振腔，沒有閾值。led通常和多模光纖耦合，用於1.3 μm(或0.
85 μm)波長的小容量短距離系統。ld通常和g.652或g.
653規範的單模光纖耦合，用於1.3 μm或1.55 μm大容量長距離系統。
11、常用光電檢測器的種類.
pin 光電二極體和雪崩光電二極體（apd）
12、光電二極體的工作原理.
光電二極體(pd)把光訊號轉換為電訊號的功能， 是由半導體pn結的光電效應實現的。
13、pin和apd的主要特點.
由於pn結耗盡層只有幾微公尺，大部分入射光被中性區吸收，因而光電轉換效率低，響應速度慢。為改善器件的特性，在pn結中間設定一層摻雜濃度很低的本徵半導體(稱為i)，這種結構便是常用的pin光電二極體。隨著反向偏壓的增加，開始光電流基本保持不變。
當反向偏壓增加到一定數值時，光電流急劇增加，最後器件被擊穿，這個電壓稱為擊穿電壓ub。apd就是根據這種特性設計的器件
14、為什麼apd管具有光生電流的內部放大作用？
15、耦合器的功能.
把乙個輸入的光訊號分配給多個輸出，或把多個輸入的光訊號組合成乙個輸出。
16、光耦合器的結構種類.
型別：耦合器型別、t形耦合器、星形耦合器、定向耦合器、波分復用器/解復用器
基本結構的分類：光纖型、微器件型、波導型
17、什麼是附加損耗？
附加損耗le 由散射、吸收和器件缺陷產生的損耗，是全部輸入端的光功率總和pit和全部輸出端的光功率總和pot 的比值，用分貝表示
18、光隔離器的結構和工作原理.
隔離器就是一種非互易器件，其主要作用是只允許光波往乙個方向上傳輸，阻止光波往其他方向特別是反方向傳輸。
偏振器--法拉弟旋轉器--偏振器
19、什麼是耦合比？
耦合比cr是乙個指定輸出端的光功率poc和全部輸出端的光功率總和pot的比值
光檢測過程中都有哪些雜訊？
散粒雜訊源於光子的吸收或者光生載流子的產生，具有隨機起伏的特性。光生訊號電流產生的散粒雜訊，稱為量子雜訊，這種雜訊的功率與訊號電流成正比，因此不可能通過增加訊號光功率提高訊雜比。在沒有外界入射光的作用下，光檢測器中仍然存在少量載流子的隨機運動，從而形成很弱的散粒雜訊，成為暗電流雜訊。
所以在有訊號光作用的時間內，主要考慮量子雜訊和熱雜訊；而沒有訊號光的期間，主要考慮暗電流雜訊和熱雜訊。
光纖通訊考試知識點
7 光能量在光纖中傳輸的必要條件.纖芯折射率大於包層折射率。8 突變多模光纖數值孔徑的概念及計算.突變型多模光纖相對折射率差 纖芯和包層折射率分別為n1和n2 定義 n n1 n2 n1 數值孔徑,時間延遲,最大入射角 c 和最小入射角 0 的光線之間時間延遲差近似為 9 弱導波光纖的概念.纖芯折射...
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光纖通訊複習
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