光纤光学重要知识点.ppt

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1、《光纤光学》复习提纲光线理论模式理论光纤性能光纤器件光纤连接光线理论重要概念光波导、光纤分类、子午光线、数值孔径、传输容量、传光传像特性、散焦面、广义折射率定理、光线轨迹及特点、光线分类重要公式射线方程、散焦面半径、折射率分布、数值孔径模式理论重要概念模式定义及性质、模式分类及场分布特点、模式简并、线偏振模、主模、分离变量法、传播常数、导模截止与远离截止、基模场分布函数、基模偏振特性、色散曲线分析、模式确定及数目分析、导模光斑分布图、模式输出特性、WKB近似方法思路重要公式波导场方程、截止与远离截止

2、条件、单模工作条件、模式数目、归一化工作频率、模群精确模式数目。光纤性能重要概念损耗机理、光通信窗口、色散机理、色散补偿、损耗测试的三种方法（后向散射法OTDR）、不同型号的通信光纤性能。重要公式材料色散与波导色散的计算、脉冲展宽的计算、模场半宽的计算、截止波长的计算光纤器件重要概念自聚焦透镜的成像特性、光纤耦合器/WDM器件的工作原理及设计、光隔离器/环行器的工作原理及设计、光纤光栅的工作原理及设计、光纤激光器与放大器的工作原理及设计。重要公式准直透镜输出光束半径和发散角、耦合器分支功率计算、不同耦合比对

3、应的最小耦合长度、光纤光栅中心波长。光纤连接与耦合重要概念光纤连接损耗来源、光纤连接损耗特点、透镜耦合系统、光束变换特性、有源对准（局部损耗法）。重要公式端面反射损耗计算、模场失配损耗计算、朗伯光源耦合损耗计算、半导体激光器耦合效率计算。1构成光纤波导的必要条件是什么？光纤的包层主要起什么作用？光纤去掉包层其导光特性有何改变？PCVD工艺与MCVD工艺相比，主要优点是什么？OVD与AVD工艺的主要特点是什么？“单模光波导”中总模式数目是多少？举例说明“对称波导”基模不截止。习题复习2设计一种光波导结构，其传

4、光波导层为平板形状，标出折射率结构。从数学上证明，在均匀折射率介质中，光纤轨迹为直线传播。如果已经知道光纤中只允许1个模式存在，能否通过外界激励获得2个模式传播？“纵横关系式”有何作用？光场分量的哪一个分量总是独立满足波导场方程？写出该波导场方程式。3说明从波动方程到波导场方程两次分离变量的依据。波导场方程具有什么样的数学特征？说明光线在SIOF和GIOF中的轨迹曲线是什么样的。传播常数的的物理意义是什么。说明V、U、W参数的物理意义及其相互关系。说明光波导数值孔径的物理意义子午光线的主要特征是什么?光线时

5、延差影响光通信的什么性能？在什么条件下才可以唯一确定光波导中的模式？在纤芯和包层中选取的贝赛尔函数分别具有什么数学特征？SIOF波导场方程具有什么数学特征？写出SIOF中波导场方程的解。写出SIOF中导模场的切向分量。写出SIOF中推导本征值方程的主要数学步骤。写出SIOF中TE01、TE02、TE03在临近截止和远离截止时的本征值。为什么Vc<2.405只适应于SIOF？习题：pp.44:3.7，3.22写出SIOF中模式数目与V值的关系式。弱导光纤中组成线偏振模式的理论依据是什么？为什么LP0m模式只有

6、两重简并？实际光纤中传播的模式是线偏振模式吗？为什么？画出LP6,8模式场分布示意图。高阶模式与低阶模式哪个输出角度大？4GIOF的数值孔径有何不同?分别说明内散焦面、外散焦面、辐射散焦面的物理意义。为什么GIOF又称为“折射型”光纤？GIOF中光线角向运动有何特点？分别说明约束光线、隧道光线和折射光线的特点。画出阶跃分布光纤与平方率分布光纤基模场解函数曲线示意图。SIOF与GIOF中哪个导模数目更多？已知平方率分布光纤V=2，求基模模场半径。写出平方率分布光纤中LP10,15模式的本征值。说明高斯近似最大

7、激发效率判据的物理意义。说明等效阶跃光纤近似的物理意义。哪些因素限制光通信传输距离？一光纤长220公里，已知光纤损耗为0.3dB/km，当输出光功率为2.5mW时，输入光功率为多少？为什么光纤在1.55mm的波长损耗比1.3mm波长小?光纤的损耗能否降为零？为什么？三角形折射率分布光纤与平方率折射率分布光纤哪种波导色散大？为什么？简述光纤中三种色散的机理。在什么条件下光纤的色散为零？什么叫模场的“稳态分布”?简述OTDR的工作原理。简述折射近场法的工作原理。P120-121课后习题5.2，5.4，5.9，5

8、.22，5.23（1）56自聚焦透镜与球透镜成象的异同点?常用的自聚焦透镜有哪几种?如图1所示的光纤耦合器,L为1/2耦合长度,计算①input1=100mw,input2=0mw求output1,output2各为多少?②input1=50mw,input2=50mw,且波长相同,求output1为多少?图1色散值计算标准单模光纤，普通激光二极管光谱宽度6nm，传输10公里距离，色散脉冲展宽值为:D=17ps/