02-光器件-思考题及参考答案

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1、光器件－作业及参考答案1.简述反映光纤连接器特性的主要参量；答：反映光纤连接器特性的主要指标有4个，即：插入损耗、回波损耗、重复性和互换性；现分别简述如下：（1）插入损耗：插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。（2）回波损耗：回波损耗又称为后向反射损耗。它是指光纤连接处，后向反射光对输入光的比率的分贝数。（3）重复性：重复性是指光纤（缆）活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示。（4）互换性：互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，用dB表示。2.简述反映光耦合器特性的主要参量；答：反映光耦合器特性的主要参量有：(1)

2、耦合比（分光比）CR---是指定输出端光功率Poc和全部输出端光功率总和Pot的比值：例如：对于标准X形耦合器，1∶1或50∶50代表了同样的分光比，即输出为均分的器件。(1)(2)附加损耗Le---由散射、吸收和器件缺陷产生的损耗，是全部输入端的光功率总和Pit和全部输出端的光功率总和Pot的比值，用分贝表示：(1)(2)(3)插入损耗Lt---是一个指定输入端光功率Pic和另一个指定输出端的光功率Poc的比值：(1)(2)(3)3(1)方向性DIR（隔离度）---是衡量器件定向传输性的参数，一个输入端的光功率Pic和由耦合器反射到其它端的光功率Pr的比值：(1)(2)(3)

3、(4)(5)均匀性---衡量均分器件的“不均匀程度”的参数。它定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量：1.简述反映波分复用器性能的主要参量；答：反映波分复用器性能的主要参量有：(1)插入损耗：DWDM器件的插入损耗（InsertionLoss）是指光信号通过器件时每个信道的光信号功率损耗。其表达式为：(1)(2)信道隔离度和串扰：相邻（非相邻）信道隔离度是指一个信道信号渗漏到相邻两信道（其他非相邻信道）的平均功率。其表达式为：对两相邻信道来讲，典型的隔离度要求是≥25dB；而非相邻信道隔离度往往要求≥35dB。(1)(2)(3)中心波长和通带特性：中心波长

4、是指各信道的中心波长；而通带特性是指波分复用器的各个信道的滤波特性。(1)(2)(3)(4)回波损耗：指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比。(1)(2)(3)(4)(5)反射系数：指在WDM器件的给定端口的反射光功率与入射光功率之比。(1)(2)(3)(4)(5)(6)偏振相关损耗：指由于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。2.简述声光调制器的组成及工作原理；答：声光调制器主要由声光介质、电声换能器、驱动电源、吸声（或反射）装置、耦合介质等部分组成。工作原理为：调制电信号通过换能器转换为超声波，使声光介质的折射率产生随时间交替变化，平行光通过它时，声致光衍射

5、使出射光具有随时间周期变化的光程差，即调制光波。3.简述掺铒光纤放大器（EDFA）主要有哪些优缺点？画出三种主要泵浦形式下的EDFA基本结构，并指出相应的泵浦效率。答：EDFA主要有以下优点：(1)工作波长与光纤的低损耗波段一致；(2)增益谱宽：可同时放大多路波长信号；(3)增益高：在较宽的波段内提供较平坦的增益；(4)高效率：相对泵浦光的能量转换效率高；(5)输出功率大，对偏振不敏感；(6)结构比较简单，与传输光纤易耦合。3EDFA的缺点：（1）产生ASE噪声，制约了可级联的放大器数量；（2）不便查找故障，泵浦源寿命不长；（3）存在输出功率控制和不同波长通道的增益均衡问题等。

6、EDFA有以下三种基本结构：；表1掺铒光纤放大器三种泵浦方式的性能比较泵浦效率＝信号光输出功率／泵浦光功率噪声同向泵浦61%在未饱和区，同向泵浦式掺铒光纤放大器的噪声系数最小，由于输出功率加大将导致粒子反转数的下降，故在饱和区，噪声系数将增大。反向泵浦76%双向泵浦77%3