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1、、填空題（20分）
1、 目前光纖通信所用光波的光波波長范圍為：0.8?1.8?m，屬于電磁波譜中的 近
紅外區(qū)。
2、 光纖的典型構(gòu)造是多層同軸圓柱體，它由纖芯、包層和涂覆層三局部組成。
3、 光纖通信中常用的三個低損耗窗口的中心波長0.85口m 1.31口m, 1.55m 最低損耗窗口的中心波長是在：1.55口m
4、 光纖的色散分為 材料色散波導色散和模式色散。
5、 光與物質(zhì)的粒子體系的相互作用主要有三個過程是：自發(fā)輻射,受激吸收, 受
激輻射；產(chǎn)生激光的最主要過程是：受激輻射。
6、 光源的作用是將電信號電流變換為光信號功率；光檢測器的作用是將光信號 功
轉(zhuǎn)換為電信
2、號電流。
二、單項選擇題（15分）
1 光纖通信指的是：[ B ]
A 以電波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；
B 以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信方式；
C 以光波作載波、以電纜為傳輸媒介的通信方式；
D 以激光作載波、以導線為傳輸媒介的通信方式。
2光纖單模傳輸條件，歸一化頻率V應滿足：[B ]
A- V>2.405 B- V<2.405 C- V>3.832 D- V<3.832
3 使用連接器進展光纖連接時，如果接續(xù)點不連續(xù)，將會造成：[ C ]
A光功率無法傳輸；
B光功率的菲涅耳反射；
C光功率的散射損耗；
D光功率的一局部散射損耗，或以反射
3、波形式返回發(fā)送端。
4在激光器中，光的放大是通過：[D ]
A光學諧振腔來實現(xiàn)；
B泵浦光源來實現(xiàn)；
C外加直流來實現(xiàn)；
D粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實現(xiàn)。
5摻鉺光纖的激光特性：[A ]
A主要由摻鉺元素決定；
B主要由起主介質(zhì)作用的石英光纖決定；
C主要由泵浦光源決定；
D主要由入射光的工作波長決定。
三、〔15分〕如下圖，用射線理論分析子午光線在階躍光纖中的傳輸原理。
---簡答：
---射線光學的根本關(guān)系式是反射和折射的菲涅耳定律:
反射定律 折射定律
反射臨界角：，相應的光纖端面的入射角為入射臨界角。在圖中如
光線1所示。當子午光線以大于入射臨界角
4、從空氣入射纖芯端面的入射角時，該光線將 進入包層，并從光纖透射出來被損耗掉，如光線2所示。當子午光線以小于入射角從空
氣入射纖芯端面的入射角時，如光線3所示，進入纖芯的光線將會不斷在芯包界面間
產(chǎn)生全反射，從而使光波向前傳播。這就是光纖的傳光原理。
四、（15分）簡答以下問題：
1、 什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？
2、 分別說明G.652、G.653光纖的性能及應用。
1、簡答：
由于光纖中所傳信號的不同頻率成分，或信號能量的各種模式成分，在傳輸過 程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱 為色散。光纖色散的存在
5、使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和 傳輸帶寬。從機理上說，光纖色散分為材料色散，波導色散和模式色散。前兩種 色散由于信號不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號不是單一模式所引起。
雪崩光電二極管如下圖
雪崩光電二極管
雪崩光電二極管工作時外加高反向偏壓〔約100V?150V〕，在PN結(jié)內(nèi)部形成一 高電場區(qū)，入射光功率產(chǎn)生的電子空穴對經(jīng)過高場區(qū)時不斷被加速而獲得很高的 能量，這些高能量的電子或空穴在運動過程中與價帶中的束縛電子碰撞，使晶格 中的原子電離，產(chǎn)生新的電子空穴對。新的電子空穴對受到同樣加速運動，又與 原子碰撞電離，產(chǎn)生電子空穴對，稱為二次電子
6、空穴對。如此重復，使載流子和 反向光生電流迅速增大，這個物理過程稱為雪崩倍增效應，雪崩過程倍增了一次 光生電流，因此，在雪崩光電二極管內(nèi)部就產(chǎn)生了放大作用。
六、（10分）如下圖，分析說明摻鉺光纖放大器主要由幾局部構(gòu)成？各局部的作 用是什么？
簡答:
摻鈕光纖放大器
摻鉺光纖放大器主要由一段摻鉺光纖、泵浦光源、光耦合器及光隔離器等構(gòu)成。 采用摻鉺單模光纖作為增益物質(zhì)，在泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號光誘 導下實現(xiàn)受激輻射放大。泵浦光和信號光一起通過光耦合器注入摻鉺光纖；光隔 離器作用是只允許光單向傳輸，用于隔離反應光信號，提高穩(wěn)定性。
、（15分）光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成的框圖如
7、下圖，分析說明各局部的作用。
簡答:
光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成的框圖
〔1〕光發(fā)信機：
光發(fā)信機是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能 是
將來自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進展調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再 將已調(diào)
的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。
〔2〕光收信機：
光收信機是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是 將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后再將這微弱的 電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。
〔3〕光纖或光纜：
光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光 纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務。
〔4〕中繼器：
中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償 光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進展糾正。
〔5〕光纖連接器、耦合器等無源器件：由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝 和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的〔如1 Km）。因此一條 光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端 機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
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