建议收藏下载本文，以便随时学习！一、填空： 1、1966年，在英国标准电信实验室工作的华裔科学家 首先提出用石英玻璃纤维作为光纤通信的媒质，为现代光纤通信奠定了理论基础。2、光纤传输是以 作为信号载体，以 作为传输媒质的传输方式。3、光纤通常由 、 和 三部分组成的。4、据光纤横截面上折射率分布的不同将光纤分类为 和 。5、光纤色散主要包括材料色散、 、 和偏振模色散。6、光纤通信的最低损耗波长是 ，零色散波长是 。7、数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为 。8、阶跃光纤的相对折射率差公式为 9、光纤通信中常用的低损耗窗口为 、1310nm、 。10、V是光纤中的重要结构参量，称为归一化频率，其定义式为 。11、 模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。12、阶跃折射率光纤单模传输条件为： 。13、电子在两能级之间跃迁主要有3个过程，分别为 、 和受激吸收。我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙14、光纤通信中最常用的光源为 和 。15、光调制可分为 和 两大类。16、光纤通信中最常用的光电检测器是 和 。17、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和 。18、STM-1是SDH中的基本同步传输模块，其标准速率为： 。19、单信道光纤通信系统功率预算和色散预算的设计方法有两种：统计设计法和 。20、光纤通信是以 为载频，以 为传输介质的通信方式。21、光纤单模传输时，其归一化频率应小于等于 。22．数值孔径表示光纤的集光能力，其公式为： 。23、所谓模式是指能在光纤中独立存在的一种 分布形式。24、传统的O/E/O式再生器具有3R功能，即在 、 和再生功能。25、按射线理论，阶跃型光纤中光射线主要有子午光线和 两类。26、光纤中的传输信号由于受到光纤的损耗和 的影响，使得信号的幅度受到衰减；波形出现失真。27、半导体材料的能级结构不是分立的单值能级，而是有一定宽度的带状结构，称为 。28、半导体P-N结上外加负偏压产生的电场方向与 方向一致，这有利于耗尽层的加宽。29、采用渐变型光纤可以减小光纤中的 色散。30、SDH网中，为了便于网络的运行、管理等，在SDH帧结构中设置了 。31、SDH的STM－N是块状帧结构，有9行， 列。32、处于粒子数反转分布状态的工作物质称为 。33、EDFA的泵浦结构方式有：a、 结构；b、 结构；c、双向泵浦结构。34、 和动态范围是光接收机的两个重要特性指标。5、随着激光器温度的上升，其输出光功率会 。36、目前，通信用光纤的纤芯和包层绝大多数是由 材料构成的。建议收藏下载本文，以便随时学习！37、在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为 。38、根据光纤中的传输模式数量分类，光纤可分为 和 。39、LD是一种阈值器件，它通过 发射发光，而LED通过 发射发光。40、光纤色散主要包括 、 、材料色散和偏振模色散41．常见的光线路码型大体可以归纳为3类：扰码二进制、 和插入型码。42、在一根光纤中同时传播多个不同波长的光载波信号称为 。43、允许单模传输的最小波长称为 。44、在1.3μm波段进行光放大通常用掺 光纤放大器，1.55μm波段通常用掺 光纤放大器。45、导模的传输常数的取值范围为： 。46、量子效率是用来衡量激光器的转换效率的高低，其主要分为内量子效率、 和 。47、典型的光电瞬态响应有：光电延迟、 和 。48、掺铒光纤放大器EDFA采用的泵浦源工作波长为1480nm和 。49、自愈环结构可以分为两大类： 和 。50、一般来说，无电中继传输距离超过1000km的系统被称为长距离传输系统，超过 2000 km的被称为很长距离，超过 3000 km被称为超长距离传输系统。51、系统容量和传输距离（无电中继）是衡量长距离WDM光传输系统性能的两个基本指标。1、高锟 2、激光光波 光纤 3、纤芯 包层 涂覆层4、阶跃折射率型 渐变折射率型 5、模式色散 波导色散 6、1.55μm 1.31μm 2?a22?n27、NA?n1 8、??n1?n2 n19、850nm 1550nm 10、V??022 11、HE11 12、V?2.405n1?n213、自发发射 受激辐射 14、半导体激光器 发光二极管15、直接调制 间接调制 16、光电二极管 雪崩光电二极管17、980nm 18、155.520Mbit/s 19、最坏值设计法20、光波 光纤 21、2.40522?n222．NA?n1 23、电磁场我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙24、再整形 再定时 25、斜射线26、色散 27、能带28、内电场 29、模式30、开销比特（或管理比特） 31、270×N32、激活物质（或增益物质） 33、同向泵浦 反向泵浦34、灵敏度 35、减少36、石英 37、LP0138、多模光纤 单模光纤 39、受激 自发40、模式色散 波导色散 41．字变换码42、光波分复用 43、截止波长44、镨 铒 45、k0n2???k0n146、外量子效率 外微分量子效率 47、张弛振荡 自脉动
48、980nm 49、通道倒换环 复用段倒换环50、2000 3000 51、系统容量二、名词解释：
1、瑞利散射 2、色散位移光纤3、受激辐射 4、直接调制和间接调制5、子午光线 6、弱导波光纤7、阈值电流 8、最坏值设计法参考答案
1、瑞利散射是光纤材料的本征散射，它是由于光纤中折射率在微观上的随机起伏所引起。石英光纤在加热拉制过程中，由于热骚动，使原子得到的压缩不均匀，这使物质的密度不均匀，进而使折射率不均匀，这种不均匀性在冷却的过程中被固定下来。这种不均匀度与波长相比是小尺寸的，因此产生的散射称为瑞利散射。
2、一种将零色散移到波长1.55μm而该处损耗又最小的光纤。
3、处于高能级的电子，在受到外来能量为hf=（E2－E1）的光子激发的情况下，跃迁到低能级，从而发射出一个和激发光子相同的光子的过程称为受激幅射。4、将激光器LD或发光二极管LED的驱动电流用叠加在偏置电流上的电信号进行调制，由此实现对LD或LED输出的光强度进行调制的方式称为直接调制。使LD或LED在一定的驱动电流下输出固定强度的光，再通过光调制器使输出光的信息随电信号而变化，将这种调制方式成为间接调制。
5、处在一个子午面（包含光纤轴线的平面）内，经过光纤的轴线在周围边界面
间作内部全反射的光纤。
6、纤芯折射率与包层折射率差极小的光纤。7、当LD注入电流达到将产生激光时的电流值。
8、最坏值设计法是系统设计中最常用的方法，这种方法在设计再生段距离时，将所有参考值都按最坏值选取，而不管其统计分布如何。
三、简答题：
1、光纤通信发展至今经历了哪些里程碑？
2、应用于光纤通信系统的光源应该具备什么要求？
3、由P-I曲线知，半导体激光器是阈值型器件，简述激光器随着注入电流的不同而经历的几个典型阶段。
4、光纤中产生损耗的主要因素是什么？光纤中有哪些损耗？5、简述雪崩光电二极管的工作原理。参考答案1、（1）20世纪60年代初期，光纤通信发展史上迎来了第一个里程碑，世界上第一台相干振荡光源红白事激光器问世，给光通信带来了新的希望；（2）1966年华裔科学家C. K. Kao博士和G. A. Hockham，对光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文，1970年，美国康宁玻璃公司的Kapron博士等人研制出传输损耗仅为20dB/km的光纤，这是光纤通信发展历史上的一个里程碑。（3）1985年，南安普顿大学的Mears等人制成了掺铒光纤放大器（EDFA）
建议收藏下载本文，以便随时学习！我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙（4）1993年K. Hill等人提出了使用相位掩膜法制造光纤光栅，使得全光器件的研制和集成成为可能，光纤光栅、全光纤光子器件、平面波导器件及其集成的出现是光纤通信史上的又一个里程碑。
建议收藏下载本文，以便随时学习！3、半导体激光器是一个阈值器件，它的工作状态随注入电流的不同而不同。当注入电流较小时，有源区里不能实现粒子数反转，自发发射占主导地位，激光器发射普通的荧光，其工作状态类似于一般的发光二极管。随着注入电流的加大，有源区里实现了粒子数反转，受激辐射占主导地位，但当注入电流小于阈值电流时，谐振腔里的增益还不足以克服损耗，不能在腔内建立起一定模式的振荡，激光器发射的仅仅是较强的荧光，这种状态称之为“超辐射”状态。只有注入电流达到阈值以后，才能发射谱线尖锐。模式明确的激光。
4、由于吸收和散射的原因使光纤发生损耗。光纤中发生损耗的原因，有来自光纤本身的损耗，也有光纤与光源的耦合损耗以及光纤之间的连接损耗，如熔接损耗，弯曲损耗，端面损耗，光学损耗等。光纤本身的损耗有吸收损耗（本征吸收、杂质吸收）和散射损耗（瑞利散射、结构缺陷散射）。本征损耗是光纤基础材料固有的吸收，并不是杂质或者缺陷所引起的。本征损耗特点是确定了某一种材料吸收损耗的下限，与波长有关。
5、当在光电二极管上加反向电压，使其耗尽区内的电场强度大于105V/cm时，光生载流子在强电场作用下高速通过耗尽区向两级移动。在移动过程中，由于碰撞游离而产生更多的新载流子，形成雪崩现象，从而使流过二极管的光电流成百倍地增加。利用光生载流子雪崩效应工作的PN结光电二极管就是APD。6、光纤通信技术的特点
7、单模光纤中有那几种色散？色散对光纤通信系统有什么影响？
8、半导体激光器产生激光需要那些条件？光纤通信对半导体发光器件有哪些基
本要求？
9、简述掺铒光纤放大器的工作原理？参考答案：
6、传输容量大；传输损耗小，中继距离长；抗干扰性好，保密性强，使用安全；材料资源丰富，可节约金属材料；重量纤，可绕性好，敷设方便；缺点是组件昂贵，光纤质地脆，机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小
7、单模光纤中有材料色散、波导色散和偏振色散。色散使得输出光信号脉冲被展宽，产生码间干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量和传输距离。8、条件：1）．粒子反转分布条件（粒子能从“价带”泵浦到“导带”上）。2）．阈值条件（要有足够的能量使粒子泵浦到一定程度）。3）．选频机制（筛成单色光）。基本要求：1）．光源的发光波长应符合目前光纤的三个低损耗窗口：即短波长波段的0.85μm和长波长波段的1.31μm和1.55μm。2）．能长时间连续工作，并能提供足够的光输出功率。3）．与光纤耦合效率高。4）．光源的谱线宽度窄。
2、光纤通信系统均采用半导体发光二极管（LED）和激光二极管（LD）作为光源。这类光源具有尺寸小、耦合效率高、发射波长在光纤中低损耗传输，响应速度快、波长和尺寸与光纤适配，并且可在高速条件下直接调制等优点
我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙建议收藏下载本文，以便随时学习！5）．寿命长，工作稳定。9、掺铒光纤放大器的工作原理：在掺铒光纤中，低能级的电子吸收泵浦光的能量，由基态跃迁至处于高能级的泵浦态。由于泵浦态上载流子的寿命时间只有1us，电子迅速以非辐射方式由泵浦态豫驰至亚稳态，在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵浦下, 亚稳态上的粒子数积累, 从而实现了粒子数反转分布。信号光使得亚稳态上的电子以受激辐射的方式跃迁到基带上，对应于每一次跃迁，都将产生一个与信号光子一样的光子，此信号光子与电子（受激辐射）一起发射出去，实现了光放大。10. 请写出激光产生的必要充分条件，并加以简单论述。10.答：激光产生的必要条件：1）粒子数反转分布（1分）当光束通过原子或分子系统时，一般情况下绝大部分粒子数处于基态；而如果激发态的电子数远远多于基态电子数，就会使激光工作物质中受激发射占支配地位，这就是工作物质“粒子反转分布”状态。（2分）2）减少振荡模式数（1分）想要得到方向性很好、单色性很好的激光，仅有激活介质是不够的，这是因为：第一，在反转分布能级间的受激发射可以沿各个方向产生，第二,激发出的光可以有很多频率，对应很多模式，难以形成单色亮度很强的激光。欲使光束进一步加强，就必须使光束来回往复地通过激活介质，使之不断地沿某一方向得到放大，并减少振荡模式数目。（2分）激光产生的充分条件：1）起振条件——阈值条件（1分）光在谐振腔内传播时，光在镜面上总有一部分透射损失，且镜面和腔内激活介质总还存在着吸收、散射等损失，因而只有光的增益能超过这些损失时，光波才能被放大，从而在腔内振荡起来，称这个条件为振荡阈值条件。（2分）2）稳定振荡条件——增益饱和效应（1分）当入射光强增加到一定程度时，增益系数将随光强的增大而减小并最终达到稳定，这种现象称为增益饱和效应。（2分）11、请写出Maxwell方程组的微分形式，解释各个物理量的含义，并说明每个方程描述的物理现象。?B?D.答：??E?? 1） ??H?J? 2） ?t?t??D?? 3） ??B?0 4) 其中：E(r,t)为电场强度矢量、B(r,t)为磁感应强度矢量、D(r,t)为电位移矢量、H(r,t)为磁场强度矢量、?=?(r,t)为封闭曲面内的自由电荷密度标量、J=J(r,t)为电流密度矢量。(1)式来源于法拉第电磁感应定律，指出变化的磁场会产生感应的电场，这是一个涡旋场，其电力线是闭合的，不同于闭合面内有电荷时的情况，且只要所限定的面积中磁通量发生变化，不管导体存在与否，必定伴随电场的变化。 我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
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