13483光纤通信简明教程参考答案

《13483光纤通信简明教程参考答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1-1什么是光纤通信?目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤,它是工作在电磁波的哪个区?波长范围是多少?对应的频率范围是多少?光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO2的光纤。它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm，对应的频率为167～375THz。1-2试画出光纤通信系统组成的方框图。一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。1-4光纤通信的主要优点是什么?光纤通信之所以受到人们的极大

2、重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。(1)通信容量大(2)中继距离远(3)抗电磁干扰能力强，无串话(4)光纤细，光缆轻(5)资源丰富，节约有色金属和能源。2-8构成激光器的三个基本条件是什么?构成一个激光器需要如下三个要素如图所示：（1）激光工作物质（2）激励（3）光学谐振腔3-1填空题(1)通信用的光纤绝大多数用材料制成。折射率高的中心部分叫，折射率稍低的外层称为。(2)表示光纤捕捉光射线能力的物理量被定义为，用表示。答案：（1）石英，纤芯，包层（2）数值孔径，NA3-2试分析阶

3、跃型光纤和渐变型光纤的导光原理。阶跃折射率光纤的导光原理比较简单，如图3-1-3所示。图3-1-3阶跃折射率光纤的导光原理按照光的全反射理论，如果光线满足θ1大于临界角由式（3-1-3）确定的θC，将会在纤芯与包层界面上发生全反射，当全反射的光线再次入射到纤芯与包层的分界面时，又会再次发生全反射而返回纤芯中传输形成导波。8采用渐变型折射率光纤的目的是为了降低模间色散，其导光原理如图3-1-4所示。图中给出了梯度折射率光纤中三条不同路径的光线沿光纤传播的情况，与轴线夹角大的光线经过的路径要长一些，然而

4、它的折射率的较小，光线速度沿轴向的传播速度较大；而沿着轴线传播的光线尽管路径最短，但传播速度却最慢。这样如果选择合适的折射率分布就有可能使所有光线同时到达光纤输出端。这样人们很容易理解为什么采用梯度折射率光纤可以降低模间色散。图3-1-4渐变型折射率光纤的导光原理3-10材料色散和波导色散引起的时延差Δτ与色散系数D的关系是什么？色散系数D工程通常采用什么单位？材料色散和波导色散引起的时延差Δτ与色散系数D成正比，色散系数D工程上单位采用ps/(nm·km)。4-1填空题(1)根据半导体的能带理论，

5、能够被电子占据的能带为、，不能被子占据的状态为。(2)在半导体材料中掺杂其他原子，如果在半导体材料中掺杂负电荷的载体以产生大量的电子，这种半导体称为型半导体；掺杂的是正电荷的载体以产生大量的空穴，则称为型半导体。(5)由于双异质结激光器在有源区两侧，既限制了，又限制了，故它的光强分布基本被约束在有源区，而且阈值电流大大降低答案：（1）价带导带禁带（2）NP（5）光波载流子4-2LED的光谱有什么特点，可以用于何种光纤系统？发光二级管又称LED，广泛应用在各类电子设备中，也是光纤通信中经常使用的光源。

6、它的优点在于较小的尺寸和较长的使用寿命。但它也具有发光亮度低，光谱宽等缺陷，故发光二极管(LED)通常使用在低速、短距离光通信系统。4-3试画出LED的光输出功率P与注入电流I的关系曲线，即P-I曲线。LED是无阈值器件，它随注入电流的增加，输出光功率近似的线性增加。通常使用使用光输出功率P与注入电流I的关系，即P-I曲线，来描述LED的输出光功率特性，如图4-2-5所示。图4-2-5LED的P-I特性曲线84-5半导体激光器也由三个部分构成，试分别加以说明。半导体激光器由如下三个部分组成：产生激光

7、的工作物质（激活物质）能够产生激光的工作物质，也就是处于粒子数反转分布状态的工作物质，它是产生激光的必要条件。能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源（泵浦源）使工作物质产生粒子数反转分布的外界激励源，称为泵浦源。物质在泵浦源的作用下，使粒子数从低能级跃迁到高能级，使得在这种情况下受激辐射大于受激吸收，从而有光的放大作用。这时的工作物质已被激活，成为激活物质或增益物质。有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。激活物质只能使光放大，只有把激活物置于光学谐振腔中，以提供必要的反馈及对光的频率和方向

8、进行选择，才能获得连续的光放大和激光振荡输出。4-9半导体激光器的温度变化对阈值电流有什么影响?温度对激光器阈值电流影响很大，阈值电流随温度升高而加大。所以为了使光纤通信系统稳定、可靠地工作，一般都要采用自动温度控制电路，来稳定激光器的阈值电流和输出光功率。4-14输入电路的功能是实现电端机（PCM）输入的信号转换成能在光纤线路传输码型的信号，试说明各部分的作用。输入电路的功能是实现电端机（PCM）输入的信号转换成能在光纤线路传输码型的信号，原理框图见图4-5-3。均