光纖光學複習 湖北汽院的

2022-10-07 18:12:02 字數 3576 閱讀 2047

1、 光纖由三層構成,其中一般由高損耗的材料製成,起到保護光纖的作用。

2、 當光纖芯徑時,可將光波近似看成一根根光線,採用幾何光學方法分析光波在光纖中的傳播特性,光線總是向的區域彎曲。

3、 多模光纖的色散主要有三種形式。

4、 光纖中導模傳播常數的取值範圍為弱導光纖的弱導條件為其導模lplm(l >1)的精確模式為

5、 光纖的數值孔徑na_______,其收光能力越強,同時也會造成多模光纖的_______色散增大,導致光纖的降低。

6、 光訊號在光纖中傳輸時的損耗主要來自四個方面。

7、 當光纖芯徑時,不能採用幾何光學方法近似而只能用波動光學方法分析光波在光纖中的傳播特性,此時我們研究的物件是

8、 單模光纖的色散主要有三種形式。

9、 導模場的分布特點是,在芯區為而在包層則為此外導模場在空間各點應為在無限遠處應

10、 與光線理論相對應,光纖中傳輸的模式場可分為三類,其中與約束光線相對應的是_______。

選擇題( )1 光纖通訊的三個工作視窗中,對於常規光纖,最低損耗視窗是:

a、0.85 b、1.31 c、1.55 d、1.40

( )2 有關g.652光纖,以下命題哪個是錯誤的:

a、工作在1310nm波長時,損耗是通訊容量的主要限制因素;

b、工作在1550nm波長時,色散是通訊容量的主要限制因素;

c、工作在1550nm波長時,損耗與色散均是通訊容量的主要限制因素

d、工作在850nm波長時,損耗與色散均是通訊容量的主要限制因素

( )3 通常將光纖通訊劃分為三個傳輸視窗,其主要原因是:

a、光纖的彎曲損耗; b、oh—吸收損耗;

c、過渡金屬離子吸收; d、瑞利散射損耗。

( )4 光纖的損耗是由許多不同因素造成的,其中不可能消除的因素是:

a、彎曲損耗b、oh—吸收;

c、過度金屬離子吸收; d、瑞利散射

( )5 某單模光纖損耗係數為0.3db/km,入纖功率為2mw,傳輸10km後,輸出功率為_______

a、2.7dbm b、-3dbm c、1.3dbm d、0dbm

( )6 下列光纖的色散,由小到大的排列次序為:

a、多模的giof、多模siof、單模光纖;

b、多模siof、多模的giof、單模光纖;

c、單模光纖、多模的giof、多模siof;

d、多模siof、單模光纖、多模的giof

( )7 光纖的頻寬與傳輸碼流脈衝展寬之間的關係為:

a、脈衝展寬越寬,光纖頻寬越寬

b、脈衝展寬越寬,光纖頻寬越窄;

c、脈衝展寬與光纖頻寬關係不確定;

d、光纖頻寬隨脈衝展寬增大而先變大後變小。

( )8 在光時域儀測量光纖損耗的波形中,「初始脈衝」是由下列哪種因素引起的:

a、沿光纖反向傳播受到光纖的損耗引起的;

b、接頭處的光功率損耗引起的;

c、光纖端麵的菲涅爾反射引起的;

d、光纖缺陷或光纖斷裂引起的。

( )9 標準單模光纖纖芯直徑一般為:

a、10μm b、10 nm c、50 μm d、100 nm

( )10 有關光纖光柵的命題,不正確的是:

a、光纖光柵的理論基礎是模式耦合理論;

b、長週期光纖光柵可應用於oadm(光分插復用)中;

c、長週期光纖光柵可用作edfa的增益均衡;

d、bragg光纖光柵可應用於光纖雷射器中。

( )11 數值孔徑na是光纖的乙個重要引數,下列命題錯誤的是:

a、na越大,光纖的收光能力越大;

b、na越大,光纖的收光角越大;

c、na越大,光源與光纖的耦合效率越高;

d、na越大,多模光纖的模式色散越小。

( )12 譜寬為4nm的光脈衝,在某單模光纖中傳輸50km後,脈衝在時域上展寬3000ps,該光纖總色散係數是多少?

a、60ps/ dbm; b、15ps/

c、750ps/ d、60ps/

( )13 有關光纖的色散曲線,下列錯誤的命題是:

a、每乙個模式都有自自己對應的截止頻率;

b、光纖歸一化頻率v越大,光纖中存在的模式越少;

c、he11模是唯一不能截止的模式;

d、緊鄰he11模的高階模是te01、tm01、he21模。

( )14 關於光纖連線損耗,以下錯誤的說法是:

a、 光纖間的連線損耗與光的傳輸方向無關;

b、對於單模光纖,模場半徑的不匹配是光纖損耗的主要因素;

c、通過充以折射率匹配液,可大大降低光纖端麵間菲涅爾反射損耗;

d、多模光纖的連線損耗可用幾何光學進行分析計算。

( )15 在光纖的三個傳輸視窗中,對於常規單模光纖,色散可以消除是:

a、0.85μm; b、1.31μm; c、1.48μm; d、1.55μm。

簡答1、簡述光纖引數v、u、w的物理意義及相互關係。

2、簡述模存在的條件、簡併狀態及包含的精確模式。

3、簡述光纖光柵用作色散補償器的工作原理。

4、根據你已有的知識,分析提高光纖通訊容量的各種可能途徑。

5、畫出lp45模式的模斑圖,並簡要說明lplm模的場分布圖的分布規律。

6、簡述光纖中包層存在的必要性。

7、簡述光纖中導模截止和遠離截止條件的物理意義。

證明及計算題 (要求寫出主要推導過程及結果)

1、設r是光線彎曲的曲率半徑,為光線的法向單位

向量,證明:

2、某光纖出現故障,用otdr儀表進行測量。otdr發射的週期性矩形脈衝的寬度10ns,測得光脈衝從光纖始端返回光纖始端的時間為3s,已知光纖纖芯折射率,試問:

(1)此光纖故障點距始端距離有多長?

(2)該otdr判斷故障點的誤差為多少?

(3)若otdr能測的損耗範圍為32db,想用它測試78 km的光纜線路,光纜的損耗為0.3 db/km,問otdr能否看到末端的衰減曲線?

3、設計一測量光隔離器回波損耗的方案,列出所需器件、測量框圖及結果表示式。

4、如下圖所示,在10km長光纖的輸入和輸出端各接入一x形定向耦合器。在b點和d點測得的光功率分別為0.25mw、0.

1mw,若兩耦合器的效能完全相同,且埠a相對於埠b、埠c相對於埠d的分光比均為3:1,忽略各種連線損耗及耦合器插入損耗,求10km長光纖的損耗及光源的發射功率。

5、一石英光纖,其折射率分布如下:

試計算:(1)該光纖的截止波長;(2)若該光纖工作波長為1m,將支援哪些模式傳輸;在忽略模式相互間的作用和光纖總色散的情況下,試分析這些模式在光纖中傳輸時的先後次序。

6、如下圖所示為x型光纖耦合器,工作波長為1.55m。若僅由input1埠注入光功率,從output1和output2埠輸出的分別為注入光功率的75%和25%。

耦合器的耦合係數為:,求:(1)在上述耦合分光比下,耦合器的最小耦合長度;(2)假設從input1注入0dbm光功率,input2輸入-3dbm光功率時,分別從output1和output2輸出多少光功率?

7、有一捲大約幾十公里長的光纖需要測量其長度,現有一段100公尺可以測試的光纖與需測量的光纖具有相同的引數,試設計兩種測量方法用以測量光纖長度,列出所需儀器及測量過程。

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