光纤最终版上课讲义.doc

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1、光纤最终版精品文档4一阶跃折射率光纤，纤芯半径a=25μm，折射率n1=1.5，相对折射率差△=1%，长度L=1km。求：（1）光纤的数值孔径NA；（2）子午线线的最大时延差（3）若将光纤的包层和涂覆层去掉，求裸光纤的NA和最大时延差答：（1）NA=sinmax=≈∴NA≈1.5≈0.212,(2)△=≈△L/c∴△≈(1)/=s=50ns(3)NA=sinmax=∴NA=≈1.118，，不符合物理意义∴NA=1△=≈（）==2.5µs5.在半导体激光器P-I曲线中，那些范围对应于荧光？那段范围对应于激光？纵轴：输出功率横轴：激光器驱动电流受激辐

2、射：激光输出自发辐射：荧光输出当注入电流较小，小于阈值电流时，对应荧光。当注入电流达到阈值之后，对应激光。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2、一个Ge二极管，入射光波长m，在这个波长下吸收系数0.05,m，它所能得到的最大的量子效率为多少？解：=当越小，y越大，12、一半导体激光器，谐振腔长L=300m，工作性质的损耗系数，谐振腔两端镜面的反射率=0.33×0.33，求激光器的阈值增益系统。若后镜面的反射率提高到=1，求阈值时的增益以及阈值电流的变化。答：已知L=30=0.3mm==0.33×0.33=0.1089由·=1==3.69

3、5+即=4.695当=1=0.33×1由·=1==1.848+即=2.848∴变小，阈值电流也变小11、半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的=1.43eV，某一InGaAsP材料的=0.96eV，,求它们的发射波长。（eV是能量单位，表示一个电子在1伏特电压差下所具有的能量）答收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档5.一拉通型APD，光在入射面上的反射率R=0.03，零点场区厚度很小可以忽略，高场区和π区的厚度之和为35µm。当光波长λ=0.85µm时，材料的吸收系数，求：(1)量子效率；(2)APD的平均雪

4、崩增益G=100，偏压下每微瓦入射光功率转换成多微安电流？解：(1)(2)5.某线路速率622Mbit/s的光再生段，其光接口各部分的参数如下：光源为MLM激光器，发送功率(最坏值)为-3dB，光纤均方根宽度为2nm；光缆衰减系数为0.33dB/km，光纤活动连接器损耗为0.2dB/个，光纤熔接接头损耗为0.1dB/个，光缆平均敷设长度为2km，光纤色度色散系数为2.2ps/km.nm；光接收机灵敏度(最坏值)为-28dBm。若光缆富余度取0.05dB/km，请确定该再生段的最长传输距离。解：损耗受限最大传输距离色散受限最大传输距离则再生段最长传

5、输距离为42.02km，为色散限制系统。4.已知(1)SiPIN光电二极管，量子效率η=0.7，波长λ=0.85µm，(2)Ge光电二极管，η=0.4，λ=1.6µm，计算它们的响应度。(1)收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档(2)1、一光电二极管，当=1.3m时，响应度为0.6A/W,计算它的量子效率。解：λ=1.3mR=0.6A/W由R=1.阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么？当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。2.光与物质间的作用有哪三种基本过程？他

6、们各自的特点是什么？答：（1）自发辐射：处于高能级电子的自发行为与是否存在外界激励作用无关，自发辐射可以发生在一系列的能级之间，用此材料的发射光谱范围很宽，即使跃迂过程满足相同能级差，它们也是独立的，随机的辐射产生的光子能量相同而彼此无关，各列光波可以有不同的相位和偏振方向，而且向各空间各个角度传播，是一种非相关光。（2）受激辐射：感应光子的能量等于向下跃迂的能级差，受激辐射产生的光子与感应光子全是全同光子，它们是相干的，受激辐射过程实质上是对外来入射光的放大过程。（3）受激吸收：受激吸收时需要消耗外来光能，受激吸收过程对应光子被吸收，生成电子一

7、空穴对的光电转化过程。3.什么是粒子数反转分布？答：处于高能态的粒子数多余处于低能态的粒子数，N2>N1。2.构成激光器必须具备哪些功能部件？收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档有源区、光反馈装置、频率选择元件、光束的方向选择元件、光波导。3.在光线通信中，对光源的调制可以分为哪两类？特点是什么？(1)直接调制：适用于电流注入型(LD、LED)，光强度调制，原理简单实现方便，传递信息转变成驱动电流控制发光，不适合高速长距。(2)间接调制：适于任何类型，光源发光、调制功能分离，不因调制影响激光器，高速传输，性能好。3、光纤放大器有哪些类型？

8、答：掺铒光放大器、喇曼光纤放大器。4、EDFA能放大哪个波段的光信号？简述EDFA的结构和工作原理。答：EDFA能对1550nm波段光进