光纤通讯技术课后答案

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1、式中:H2(O)-/?2(6Z)2n2(0)-也可以从波形在吋I'可上展宽的角度去理解，即光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在吋间上发生了展宽，这种观彖就称为色散。光纤色散是光纤通信的另一个匝要特性，光纤的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽，产生码间干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量。因此制造优质的、色散小的光纤，对增加通信系统容量和加人传输距离是非常重要的。3-8色散的大小用什么來表示?其单位是什么？对于单模光纤，色散的大小用时延差來表示，色散系数D工程上单位采用ps/(nm•km)。3-9阶跃型光

2、纤纤芯折射率n1=1.48,包层折射率n2=1.46,在工作波长为1.31um条件下，要保证睢模传输，纤芯半径应如何选择。山V=k()nAa^f2X口J知V/l()"()2.405x1.31a———2血丘2兀肩—雋2x3.14x71.482-纤芯半径应小于2.09um3-10阶跃型光纤纤芯折射率n,=1.48,包层折射率n2=1.46,试计算光纤的数值孔径？解：由NA=J-川；=V2A得3-2什么是光纤的归一化频率？写出表达式。光纤的归一化频率V是由U和W得出的一个重要参数，山光纤的结构和波长决定。

3、V=k()n}a>/2AK=2排/波长，2的他=n力力3-3什么是标量模?用什么符号来表示。利用标fi近似解法得到的电磁场的结构形式称为标量模，用LPmn来表示。3-5什么是渐变型光纤的最佳折射指数分布?写出平方律型折射指数分布光纤的折射指数表达式。从渐变型光纤的导光原理可知：只要n(r)取得合适，那么不同模式的光线就会具有相同的轴向速度。即具有不同条件的子午射线，从同一地点出发，达到相同的终端。利用渐变型光纤n随「变化的特点，可以减小模式色散。这种现象称为光纤的自聚焦现象，相应的折射指数分布称为最佳

4、折射指数分布。折射指数选取平方律型分布形式H(r)=n(0)[l-2A(-)2]1/2a(3-3-1)n(0)——光纤轴线处(r=0)的折射率a—纤芯半径3-6什么是单模光纤的衰减系数？写出表达式。衰减常数。用单位长度光纤引起光功率衰减的分贝來表示，定义为ioiP(L)a=——lgLP(0)单位为dB/kmo3-7什么是光纤的色散?为什么说光纤的色散会限制系统的通信容量？信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携帶的，这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度，从而引起色散,NA=71.482

5、-1.462=0.243-11阶跃型光纤纤芯折射率为1.5,包层折射率为1.48,纤芯半径为2um,问当工作波长为1.31卩m时，此光纤可传输的模式是什么？由V=可知：V=2.38,所以只传输单基模LP014-2试说明半导体激光器有哪些主耍的工作特性？半导体激光器(LD)是光纤通信坟主要的光源，非常适合于高码速率长距离的光纤通信系统。光纤通信川的半导体激光器具有以下几个主要特点：色散和皮导色散相互补偿，在1.55»m附近总色散为零。6-10某光接收机接收的光功率为0.IPW,光波长为1.31um,求所

6、对应的每秒钟接收的光子数。解：pppa0.1x10"fl=====15]hvhe/Ahe6.626x10_34x3x108*6-11某光纤通信系统光发送端机输出光功率为().5mW,接收端机灵敏度为0.2uW,若用dBm表示分别是多少？(提示lg2^0.3)解：PT=10lg°^10=10lg0.5=lOlg?-1=-3dBmPQOlg0.2xlQ"6IO-3=101g(2xl0_4)=10(lg24-lgl0-4：(1)光源应在光纤的三个低损耗窗口工作，即发光波长为0.85um、1.31um或1.5

7、5um。(2)光源的谱线宽度较窄，AA=0.1〜l.Onmo(3)能提供足够的输出功率，可达到10mW以上。(4)与光纤耦合效率高，30%〜50%o(5)能长时间连续工作，工作稳定，提供足够的输出光功率。4-3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人，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，來稳定激光器的阈值电流和输出光功率。4-5什么是半导体的光电效应？半导体材料的光电效应是指光照射到半导体的P・N结上，若光子能

8、量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子,在价带中出现光空穴，即光电子一空穴对，它们总起来称作光生载流子。光生载流子在外加负偏压和内建电场的作用下，在外电路中出现光电流。从而在电阻R上有信号电压输出。这样，就实现了输出电压跟随输入光信号变化的光电转换作川。3-6光电检测器的响应度和量子效率描述的是什么?二者有什么联系？响应度和量子效率都是描述这种器件光电转换能力的物理量。但是，它们的分析和度不同。二者的