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第一章 光纤光学基础1．详述单模光纤和多模光纤的区别（从物理结构，传播模式等方面） A ：单模光纤只能传输一种模式，多模光纤能同时传输多种模式。
单模光纤的折射率沿截面径向分布一般为阶跃型，多模光纤可呈多种形状。
纤芯尺寸及纤芯和包层的折射率差：单模纤芯直径在10um 左右，多模一般在50um 以上；单模光纤的相对折射率差在0.01以下，多模一般在0.01—0.02之间。
2．解释数值孔径的物理意义，并给出推导过程。
A:：NA 的大小表征了光纤接收光功率能力的大小，即只有落入以为半锥角的锥m 形区域之内的光线，才能够为光纤所接收。
3．比较阶跃型光纤和渐变型光纤数值孔径的定义，可以得出什么结论？A ：阶跃型光纤的NA 与光纤的几何尺寸无关，渐变型光纤的NA 是入射点径向坐标r 的函数，在纤壁处为0，在光纤轴上为最大。
4．相对折射率差的定义和物理意义。
A ：2221212112n n n n n n --D =»的大小决定了光纤对光场的约束能力和光纤端面的受光能力。
D 5．光纤的损耗有哪几种？哪些是其固有的不能避免，那些可以通过工艺和材料的改进得以降低？ A ：固有损耗：光纤材料的本征吸收和本征散射。
非固有损耗：杂质吸收，波导散射，光纤弯曲等。
6．分析多模光纤中材料色散，模式色散，波导色散各自的产生机理。
A ：材料色散是由于不同的光源频率所对应的群速度不同所引起的脉冲展宽。
波导色散是由于不同的光源频率所对应的同一导模的群速度不同所引起的脉冲展宽。
多模色散是由于不同的导模在某一相同光源频率下具有不同的群速度所引起的脉冲展宽。
7．单模光纤中是否存在模式色散，为什么？ A ：单模光纤中只传输基模，不存在多模色散，但基模的两个偏振态存在色散，称为偏振模色散。
8．从射线光学的观点计算多模阶跃光纤中子午光线的最大群时延差。
A ：设光纤的长度为L ，光纤中平行轴线的入射光线的传输路径最短，为L ；以临界角入射到纤芯和包层界面上的光线传输路径最长，为。
光纤考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光纤的传输介质是什么？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 光缆答案：B2. 光纤的折射率分布不均匀，这种光纤称为？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 梯度折射率光纤D. 均匀折射率光纤答案：B3. 下列哪种光纤损耗不是由材料本身引起的？A. 散射损耗B. 吸收损耗C. 弯曲损耗D. 材料损耗答案：C4. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪种？A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D5. 光纤通信中，光信号的复用技术不包括以下哪种？A. 波分复用B. 时分复用C. 码分复用D. 频分复用答案：C6. 光纤通信中，哪种光纤最适合长距离传输？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A7. 光纤通信中，哪种光纤的带宽最宽？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A8. 光纤通信中，哪种光纤的抗弯曲性能最好？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：C9. 光纤通信中，哪种光纤的传输损耗最低？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：D10. 光纤通信中，哪种光纤的抗干扰性能最好？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是________。
答案：光纤2. 光纤的折射率分布不均匀时，称为________光纤。
答案：多模3. 光纤通信中，光信号的调制方式包括调幅、调频和________。
答案：调相4. 光纤通信中，光信号的复用技术包括波分复用、时分复用和________。
答案：频分复用5. 光纤通信中，最适合长距离传输的光纤是________光纤。
答案：单模6. 光纤通信中，带宽最宽的光纤是________光纤。
答案：单模7. 光纤通信中，抗弯曲性能最好的光纤是________光纤。
光纤考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是：A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤的折射率分布可以分为哪两种基本类型？A. 单模和多模B. 阶跃型和梯度型C. 单模和双模D. 梯度型和混合型答案：B3. 下列哪种光纤是单模光纤？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 保偏光纤D. 塑料光纤答案：B4. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括以下哪种？A. 强度调制B. 频率调制C. 相位调制D. 脉冲调制答案：D5. 光纤通信中，光信号的传输损耗主要由以下哪种因素引起？A. 光纤材料的吸收B. 光纤材料的散射C. 光纤接头的不匹配D. 以上都是答案：D6. 光纤通信中，光信号的色散现象不包括以下哪种？A. 材料色散B. 波导色散C. 模式色散D. 偏振色散答案：D7. 光纤通信中，光信号的传输距离受限于以下哪种因素？A. 光纤的损耗B. 光信号的色散C. 光信号的衰减D. 以上都是答案：D8. 光纤通信中，光信号的接收端使用的光电探测器是：A. 光电二极管B. 光电晶体管C. 光电倍增管D. 光电场效应管答案：A9. 光纤通信中，光信号的发送端使用的光源是：A. 激光器B. 发光二极管C. 电灯泡D. 荧光灯答案：B10. 光纤通信中，光信号的复用技术不包括以下哪种？A. 波分复用B. 时分复用C. 码分复用D. 频分复用答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 光纤通信中，以下哪些因素会影响光纤的传输特性？A. 光纤材料B. 光纤的几何参数C. 光源的波长D. 光纤的弯曲半径答案：ABCD2. 光纤通信中，以下哪些是光纤的损耗来源？A. 吸收损耗B. 散射损耗C. 反射损耗D. 弯曲损耗答案：ABD3. 光纤通信中，以下哪些是光纤的色散类型？A. 材料色散B. 波导色散C. 模式色散D. 偏振色散答案：ABC4. 光纤通信中，以下哪些是光纤的连接方式？A. 熔接B. 机械接续C. 热熔D. 冷接答案：ABD5. 光纤通信中，以下哪些是光纤的测试方法？A. 光时域反射仪（OTDR）B. 光功率计C. 光谱分析仪D. 光损耗测试仪答案：ABCD三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光纤通信的优点。
光纤工程测试技术介绍（每日一练）判断题（共20 题)1、现代光通信是通过阳光做为光源的。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(B)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：B2、常用通信光纤的材质是塑料。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(B)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：B3、常用通信光纤分为多模光纤和单模光纤。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(A)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：A4、多模光纤的芯径大，单模光纤的芯径小。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(A)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：A5、典型UPC端面比APC端面反射小。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(B)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：B6、光纤连接前，连接器端面需要进行检查。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(A)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：A7、光纤宏弯引起的损耗是光信号反射造成。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
(B)•A、正确B、错误答题结果：正确答案：B8、衰减系数是单位（一般为公里）长度光纤的损耗。
（注意:题干与选项内容完整输入之前不允许手动回车换行；选项和答案中的英文字母均为大写！选项内容为“正确”，“错误”！）。
光纤考试题及答案一、单选题1. 光纤通信中，光信号的传输介质是（）。
A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括（）。
A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D3. 光纤的折射率分布特性中，阶跃型光纤的折射率分布是（）。
A. 均匀的B. 线性的C. 抛物线的D. 阶跃的答案：D4. 光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率（）。
A. 相同B. 低C. 高D. 无法确定答案：C5. 光纤通信中，光纤的损耗主要由（）引起。
A. 散射损耗B. 吸收损耗C. 弯曲损耗D. 以上都是答案：D二、多选题1. 光纤通信的优点包括（）。
A. 传输容量大B. 抗电磁干扰能力强C. 保密性好D. 传输距离短答案：ABC2. 光纤的类型按折射率分布特性可以分为（）。
A. 阶跃型光纤B. 梯度型光纤C. 多模光纤D. 单模光纤答案：AB3. 光纤的损耗因素包括（）。
A. 散射损耗B. 吸收损耗C. 弯曲损耗D. 连接损耗答案：ABCD4. 光纤通信系统中，常用的光源包括（）。
A. 发光二极管(LED)B. 激光二极管(LD)C. 光纤放大器D. 光电探测器答案：AB三、判断题1. 光纤通信中，多模光纤的带宽比单模光纤的带宽大。
（）答案：×（单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大）2. 光纤的损耗随着波长的增加而增加。
（）答案：×（光纤的损耗随着波长的增加而减少）3. 光纤通信中，光纤的折射率越高，光的传播速度越快。
（）答案：×（光纤的折射率越高，光的传播速度越慢）四、简答题1. 简述光纤通信的基本原理。
答案：光纤通信是利用光作为载波，通过光纤传输信息的一种通信方式。
在发送端，电信号经过电光转换器转换成光信号，然后通过光纤传输到接收端。
在接收端，光信号经过光电转换器转换成电信号，最后还原成原始信息。
2. 光纤通信有哪些主要优点？答案：光纤通信的主要优点包括：1) 传输容量大，可实现高速数据传输；2) 抗电磁干扰能力强，适用于电磁环境复杂的场合；3) 保密性好，难以被窃听；4) 传输距离远，适合长距离通信；5) 抗腐蚀、抗潮湿，适用于恶劣环境；6) 体积小、重量轻，便于敷设和维护。
西安邮电学院高等函授《光纤通信原理》综合练习题（适用二年级通信工程专升本、四年级计通移动专科、五年级通信工程本科）一．填空题1．光波在均匀介质里，沿-------传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生------和------现象。
2．所谓的光纤通信是指-----------------------------------------------------------------的一种通信方式。
3．光纤通信的主要优点是-----------------------、--------------------------------、------------------------、----------------------、-----------------------、---------------------。
4．光纤通信与电通信方式的主要差异有两点：--------------------------------------------------------、-----------------------------------------------------------。
5．目前实用的光纤通信系统普遍采用的是----------------------------------------------的光纤通信系统。
6．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为-------------------和-------------------------。
按照传输模式的多少来分，可分为--------------------------------和--------------------------。
7．相对折射指数差的表示式为-------------------------------------。
8．光纤的数值孔径是表示----------------------------------------------------------------------定义式为------------------------。
光纤考试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是：A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤的折射率分布不均匀时，称为：A. 单模光纤B. 多模光纤C. 梯度折射率光纤D. 均匀折射率光纤答案：B3. 光纤通信中，光信号的调制方式不包括：A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：D4. 光纤通信中，光信号的传输损耗主要来源于：A. 材料吸收B. 散射C. 弯曲损耗D. 所有以上5. 光纤通信中，光信号的色散不包括：A. 材料色散B. 波导色散C. 模式色散D. 温度色散答案：D6. 光纤通信中，光信号的接收器通常使用的是：A. 光电二极管B. 光电晶体管C. 光电倍增管D. 光电三极管答案：A7. 光纤通信中，光信号的发送器通常使用的是：A. 发光二极管B. 激光二极管C. 光电二极管D. 光电晶体管答案：B8. 光纤通信中，光纤的连接通常使用：A. 焊接B. 熔接C. 机械连接D. 所有以上答案：D9. 光纤通信中，光纤的保护层通常使用的是：B. 玻璃C. 金属D. 陶瓷答案：A10. 光纤通信中，光纤的类型不包括：A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 铜线光纤答案：D二、多选题（每题3分，共15分）1. 光纤通信的优点包括：A. 高带宽B. 抗电磁干扰C. 长距离传输D. 成本低廉答案：ABC2. 光纤通信中，光信号的调制方式包括：A. 调幅B. 调频C. 调相D. 调时答案：ABC3. 光纤通信中，光信号的色散类型包括：A. 材料色散B. 波导色散C. 模式色散D. 温度色散答案：ABC4. 光纤通信中，光纤的损耗来源包括：A. 材料吸收B. 散射C. 弯曲损耗D. 连接损耗答案：ABCD5. 光纤通信中，光纤的类型包括：A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 铜线光纤答案：ABC三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光纤通信的基本原理。
光纤测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是：A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波2. 光纤的传输损耗主要来源于：A. 材料吸收B. 材料散射C. 连接损耗D. 所有以上3. 光纤通信中，单模光纤的模式数量为：A. 1B. 2C. 多于2D. 没有模式4. 光纤的折射率分布通常有哪几种类型？A. 单模B. 多模C. 阶跃型D. 渐变型5. 光纤通信系统的主要优点不包括：A. 传输距离远B. 抗干扰能力强C. 易于安装维护D. 传输速率低6. 下列哪项不是光纤的类型？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 金属光纤7. 光纤的连接方式不包括：A. 机械连接B. 热熔连接C. 冷接连接D. 无线连接8. 光纤通信系统中，光纤的端面清洁非常重要，主要原因是：A. 防止信号衰减B. 避免光的散射C. 减少反射损耗D. 所有以上9. 光纤的传输特性通常用哪个参数来描述？A. 带宽B. 衰减C. 折射率D. 长度10. 光纤通信中，光放大器的作用是：A. 放大光信号B. 转换电信号C. 转换光信号D. 过滤噪声答案：1-5 B D A C D 6-10 D D D B A二、填空题（每空1分，共10分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是________。
2. 光纤的折射率分布通常有________和________两种类型。
3. 光纤通信系统的主要优点包括传输距离远、抗干扰能力强、________。
4. 光纤的连接方式包括机械连接、热熔连接、________等。
5. 光纤的传输特性通常用________来描述，它决定了光纤的带宽和传输距离。
答案：1. 光纤 2. 阶跃型、渐变型 3. 易于安装维护 4. 冷接连接 5. 衰减三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述光纤通信的基本原理。
2. 光纤的分类有哪些？答案：1. 光纤通信的基本原理是利用光波在光纤中传播的特性，将电信号转换为光信号，通过光纤传输到接收端，再将光信号转换回电信号，实现信息的传输。
1、通信用的常规单模石英光纤最低损耗波长是，零色散波长是。
2、光纤材料色散系数的单位为，代表两个波长间隔为的光波传播后到达时间的延迟。
3、数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越，光纤与光源之间的耦合效率就越。
4、LED的基本结构可分为两类，即和。
5、LD输出光脉冲和注入电脉冲之间存在的初始延迟时间称为。
且输出光脉冲会出现的振荡，称为张弛振荡。
这两种现象可通过得以减弱。
当注入电流达到某个范围时，输出光脉冲出现持续等幅的高频振荡，这种现象称为。
6、3dB耦合器是指两个输出端口输出光功率之比为的耦合器。
7、光缆大体上都是由、和三部分组成。
8、EDFA是由，，和波分复用器四个器件共同组成的。
9、光纤通信是以为载频，以为传输介质的通信方式。
10、1966年7月，英籍华人从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。
11、光缆大体上都是由、和三部分组成。
12、常用光纤耦合器的类型有、、和。
13、半导体激光器的输出大，小。
14、光放大器是基于原理，实现入射光信号放大的一种器件。
15、从折射率分布分类，光纤分为和。
16、按照光纤的传导模式可分为光纤、光纤。
其中光纤存在模间色散的缺点。
17、光纤的和是限制光纤通信线路中继距离的主要因素。
1、从横截面上看，光纤基本上由3部分组成( )A.折射率较高的芯B.折射率较低的包层C.折射率较低的涂层D.外面的涂层E.外面的包层2、数字光接收机的灵敏度定义为接收机工作于( )的BER时所要求的最小平均接收光功率。
A. 10-6B. 10-8C. 10-9D. 10-113、若数据码流为”100000001110”，则其3B1P奇校验码为：( )。
A. 1000000100110101B. 1000000100101101C. 1001000000111100D. 10000001111010014、以下不属于激光产生条件的是：( )A粒子数反转B光的照射C外部电流注入D谐振腔5、折射率为2.1的材料，其全内反射的临界角为( )A. 8ºB. 25ºC. 28ºD. 42º6、下面的说法正确的是( )A. 光纤的传输频带极宽，通信容量很大B. 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大C. 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸D. 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短7、下面说法正确的是( )A. PIN光电二极管作为光检测器时，使用简单，但灵敏度较低B.APD雪崩二极管作为光检测器时，使用简单，且灵敏度较高C. PIN光电二极管作为光检测器时，使用复杂，且灵敏度较低D.APD雪崩二极管作为光检测器时，使用复杂，且灵敏度较低8、光放大器在光纤系统中的可能应用有( )A. 用作线路放大器B. 用作光发射机功率放大器C. 用作光接收机前置放大器D. 用作局域网的功率放大器9、光纤损耗就形成机理而言可分为：( )A. 吸收损耗B. 干涉损耗C. 散射损耗D. 弯曲损耗10、LED发出的光是通过( )调制的A. 加到二极管上的电压B. 流经二极管的电流C. 照射二极管D. 以上选项都正确11、以下不属于光纤三个低损耗窗口的是：( )A 850nmB 650nmC 1310nmD 1550nm12、以下属于光无源器件的是：( )A 耦合器B LDC LED D PIN13、以下不属于激光产生条件的是：( )A 粒子数反转B 光的照射C 外部电流注入D 谐振腔14、以下现象不属于光的波动性的现象是：( )A 反射B 衍射C 偏振D 弹性碰撞15、以下不属于掺铒光纤放大器的组成的是：( )A 掺铒光纤B 泵浦源C 光开关D 波分复用器16、对纯石英光纤，在λ=( )处，色散系数D=0，这个波长称为零色散波长。
光纤考试题目及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是什么？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率：A. 低B. 相等C. 高D. 不确定答案：C3. 下列哪项不是光纤通信的优点？A. 高带宽B. 抗电磁干扰C. 传输距离短D. 保密性好答案：C4. 光纤的损耗主要由哪两个因素引起？A. 散射和吸收B. 散射和折射C. 吸收和折射D. 吸收和散射5. 光纤通信中，波分复用技术（WDM）的主要作用是什么？A. 提高信号强度B. 增加传输距离C. 提高频带利用率D. 降低信号损耗答案：C6. 光纤通信中，光纤连接器的主要作用是什么？A. 连接光纤B. 保护光纤端面C. 转换光信号D. 放大光信号答案：A7. 光纤通信中，光放大器的作用是什么？A. 放大光信号B. 转换光信号C. 保护光纤端面D. 连接光纤答案：A8. 光纤通信中，光端机的主要功能是什么？A. 放大光信号B. 转换光信号C. 连接光纤D. 保护光纤端面答案：B9. 光纤通信中，光缆的保护层通常由什么材料制成？B. 玻璃C. 金属D. 橡胶答案：C10. 光纤通信中，光纤的类型通常根据什么来分类？A. 折射率分布B. 光纤长度C. 光纤直径D. 光纤材料答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 光纤通信中，光信号的传输介质是_________。
答案：光纤2. 光纤通信中，多模光纤的模式数量取决于_________的直径。
答案：光纤3. 光纤通信中，光纤的损耗主要由_________和_________引起。
答案：散射；吸收4. 光纤通信中，_________技术可以提高频带利用率。
答案：波分复用（WDM）5. 光纤通信中，_________的主要作用是连接光纤。
答案：光纤连接器6. 光纤通信中，_________的主要作用是放大光信号。
答案：光放大器7. 光纤通信中，_________的主要功能是转换光信号。
光纤考试题及答案一、单项选择题1. 光纤通信中，光信号的传输介质是什么？A. 铜线B. 光纤C. 无线电波D. 微波答案：B2. 光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率：A. 相同B. 低C. 高D. 无法确定答案：C3. 光纤通信中，以下哪种光纤损耗最低？A. 多模光纤B. 单模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：B4. 光纤通信中，光纤的传输窗口通常位于哪个波长范围内？A. 800nm-900nmB. 1300nm-1550nmC. 1550nm-1625nmD. 2000nm-2600nm答案：B5. 光纤通信中，光纤的非线性效应不包括以下哪一项？A. 色散B. 受激拉曼散射C. 受激布里渊散射D. 四波混频答案：A二、多项选择题1. 光纤通信中，光纤的类型包括哪些？A. 单模光纤B. 多模光纤C. 塑料光纤D. 石英光纤答案：A、B、C、D2. 光纤通信中，影响光纤损耗的因素包括哪些？A. 材料吸收B. 散射C. 弯曲损耗D. 连接损耗答案：A、B、C、D3. 光纤通信中，光纤的连接方式包括哪些？A. 熔接B. 机械连接C. 热缩套管连接D. 胶合连接答案：A、B、C、D三、判断题1. 光纤通信中，光纤的带宽比铜线通信的带宽大。
答案：正确2. 光纤通信中，光纤的抗电磁干扰能力比铜线通信弱。
答案：错误3. 光纤通信中，光纤的传输距离比铜线通信的传输距离短。
答案：错误4. 光纤通信中，光纤的信号衰减随着传输距离的增加而增加。
答案：正确5. 光纤通信中，光纤的非线性效应在长距离传输中可以忽略不计。
答案：错误四、简答题1. 简述光纤通信的优点。
答案：光纤通信的优点包括高带宽、低损耗、抗电磁干扰能力强、传输距离远、信号保真度高、体积小重量轻、维护成本低等。
2. 描述光纤通信中光纤的基本原理。
答案：光纤通信的基本原理是利用光在光纤中的全反射原理进行信号传输。
光纤由中心的纤芯和外围的包层组成，纤芯的折射率高于包层，使得光信号在纤芯中以全反射的方式传输，从而实现长距离的光信号传输。
第1,2章1.光波在真空和介质中的传播速度有何关系？波长有何关系？频率有何关系？传播常数有何关系？解：设真空中 c,λ,f,k 设介质中 v,λ′,f ′,k ′,折射率n 则：v=c/n ,λ′=λ/n ,f ′=f ,k ′=kn2.什么是单模光纤和多模光纤的工作条件？阶跃多模光纤和渐变多模光纤导模的近似计算公式是什么？应用这些公式时，对光纤有何条件？解：多摸光钎（MMF ）：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50μm 左右），仅用于中小容量、中短距离通信。
单摸光纤（SMF ）：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适合大容量、长距离通信。
3.数值孔经是什么？有什么物理意义？写出各类数值孔径的计算公式？ 解：光纤端面临界入射角的正弦值，称为数值孔径（）。
由于光纤端面上小于或等于临界入射角的入射光在光纤内传输，故数值孔径越大，则光纤与光源或和其他光纤的耦合就越容易。
但数值孔径过大会增加光纤传输损耗，故数值孔径应适当选值。
阶跃光纤子午光线：NA ≡sin Ф0=√(n 12-n 22)=n 1√（2△） 阶跃光纤斜射光线：NA ≡sin Ф0=NA/cos γ渐变光纤子午光线：NA(r)≡sin Ф0 (r)=√(n 12(r)-n 22)=n 1(r)√（2△(r)） 渐变光纤斜射光线：N A (r)≡sin Ф0 (r)=NA(r)/√(1-(r/a)2sin 2γ) 最大理论数值孔径：NA t ≡ sin Ф0max =√(n 1max 2-n 22)= n 1max √（2△max ) 远场强度有效数值孔径：NA eff ≡sin Фe =√(1-0.05η/2)NA t=（渐变光纤）（阶跃光纤）)0(NANA=（抛物渐变光纤）（阶跃光纤）tNA NA t975.04.为什么说当两根光纤的a ，n1，n2，λ，α和φin 都分别相同时，长光纤比短光纤输出的高阶模要小？ 解：两根光纤的22212nn aV-=λπ和入射圆锥角都分别相同，因而在不考虑衰减的情况下两根光纤含有相同的导波摸。
一、选择题（下列各题四个备选答案中只有一个正确答案，请将其代号写在题干前面的括号内。每小题分，共
30分） 1 有关光纤中传输的模式，下列哪一个命题是错误的？ A、对于结构参数给定的光纤，其中传输的模式是唯一确定的； B、TE01、TM01和HE21模具有相同的截止频率； C、一个模式都有自己对应的截止频率； D、HE11模是唯一不能截止的模式。
2 光纤中能够支持的模式由光纤波导本身决定，但光纤中能够激励出的模式与很多因素有关，问光纤中实际能够激励出的模式与下列哪些因素无关： A、入射光源的光功率； B、入射介质的折射率； C、光的入射角； D、入射点的位置。
3 主模式号为14的模群中所含的精确模式总数为： A、14；B、26；C、28；D、7
4 通常将光纤通信划分为三个传输窗口，其主要原因是： A、光纤的弯曲损耗； B、OH—吸收损耗； C、过渡金属离子吸收； D、瑞利散射损耗。
5 线偏振模的模斑为： A、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为暗； B、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为暗； C、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为亮； D、径向亮斑数为，角向亮斑数为，而且中心为亮。
6光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是： A、弯曲损耗； B、OH吸收；C、过度金属离子吸收；D、 瑞利散射
7 一光信号在光纤中传播了5000m,功率损耗了15%，该光纤的损耗是 A、km； B、km； C、km； D、km。
8 对于1330nm的单模光纤，当入射光中心波长为1550nm，光谱宽度为10nm时，不可能存在的色散是哪一个？ A、模间色散； B、材料色散； C、波导色散； D、偏振模色散。
9 数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列哪些命题是错误的？ A、NA越大，光纤的收光能力越大； B、NA越大，光纤的收光角越大； C、NA越大，光源与光纤的耦合效率越高； D、NA越大，多模光纤的模式色散越小。
10 下列光纤的色散，由小到大的排列次序为： A、多模的GIOF、多模SIOF、单模光纤； B、多模SIOF、多模的GIOF、单模光纤； C、单模光纤、多模的GIOF、多模SIOF； D、多模SIOF、单模光纤、多模的GIOF
11 以下那一种是非零色散位移光纤： A、G．655光纤； B、G．653光纤；C、G．652光纤； D、G．651光纤。
12 有关光纤中的色散论述错误的是： A、色散的存在使光纤通信系统的传输速率降低、传输容量变小； B、色散位移的目的是使零色散波长与最低损耗波长一致； C、正色散的光纤使光脉冲展宽，而负色散的光纤使光脉冲压缩，所以，负色散的光纤也成为色散补偿光纤； D、通过适当调整光纤波导的结构参量可使波导色散和材料色散互相抵消。 13 以下关于自聚焦透镜论述错误的是： A、节距的GRIN的物方焦点在透镜入射平面上 B、节距的GRIN，同一点离轴入射，出射仍为平行光线 C、节距的GRIN，不同入射点的斜平行线入射，出射位置不同； D、自聚焦透镜的长度一般以节距来表示。
14下列光波长不属于通常所说的光纤的三个传输窗口是： A、m； B、m； C、m； D、m。
15 有关光纤，以下命题哪个是错误的： A、工作在1310nm波长时，损耗是通信容量的主要限制因素； B、工作在1550nm波长时，色散是通信容量的主要限制因素； C、工作在1550nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要限制因素； D、工作在850nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要限制因素； 16 标准单模光纤纤芯直径一般为： A、10m B、10 nm C、80 m D、100 nm 17 关于光纤连接损耗，以下那一种说法是错误的： A、光纤间的连接损耗与光的传输方向无关； B、对于单模光纤，模场半径的不匹配是光纤损耗主要因素； C、通过充以折射率匹配液，可大大降低光纤端面间菲涅尔反射损耗； D、多模光纤的连接损耗可用几何光学进行分析计算。 18 有关光纤光栅的命题，哪一个是不对的： A、光纤光栅的理论基础是模式耦合理论； B、长周期光纤光栅可应用于OADM中； C、长周期光纤光栅可用作EDFA的增益均衡； D、Bragg光纤光栅可应用于光纤激光器中。 19 光时域反射仪（OTDR）不能够完成的功能有： A、光纤端面的判断； B、光纤色散大小的测量； C、光纤断点的判断； D、光纤长度的测量。 20 以下命题哪个是错误的： A、掺铒光纤激光器中谐振腔是不可缺少的； B、EDFA与掺铒光纤激光器的工作机理均为受激辐射； C、EDFA的增益与泵浦功率大小有关； D、EDFA的增益与信号光功率大小无关。
二、简答题（每小题5分，共20分） 1、简述光纤中包层存在的必要性。 答：1、与纤芯共同组成光波导，限制光在纤芯内传输。2、保护纤芯。 2、简述光纤中导模截止和远离截止条件的物理意义。 答：当W趋向0时，场在包层中不衰减，导模转化为辐射模，对应于导模截止。 当W趋向无穷大时，场在包层中不存在，导模场的约束最强，对应于导模远离截止。 3、应用已有的《光纤光学》知识，提高光纤通信容量，应如何完善光纤？ 答：可从降低光纤色散的角度分析。 4、画出偏振无关隔离器的结构图，并简述其工作原理。 答：
光正向传输时，经偏振分光镜分成两束光，两束光经YIG和互易旋光片后，偏振方向如上图所示，径偏振分光镜合束输出。 光反向传输时，由于YIG的非互易性，反响传输的光无法在输出口合束，因而光的损耗大，无法通过。 三、设计题（每小题10分，共20分） 1、请用如下器件：980/1550nm的波分复用耦合器、2/8 Y型耦合器、光环形器、Bragg光纤光栅、980nm半导体激光器、一段掺铒光纤，单模光纤若干米，分别构成光纤放大器与激光器，画出结构示意图，并简单介绍工作原理。 答：1）EDFA：
工作原理：输入信号与泵浦光在WDM中复用，光信号经EDF介质放大，从3输出，两个环行器起到隔离的作用，以提高EDFA的工作性能。 2）光纤环行器 结构如下图所示： 980nm的泵浦光激发基态电子产生自发辐射，在EDF中激发新的辐射，经由环行器，由光纤光栅选定波长由3端口输出。激光波长与泵浦波长由wdm复用继续在EDF中作用，在2/8Y型耦合器，8份继续增益，2份输出。
2、有一卷大约几十公里长的光纤需要测量其长度，现有一段100米可以测试的光纤与需测量的光纤具有相同的参数，试设计三种测量方法用以测量光纤长度。 答：1）切断法测损耗求长度： (1)某一光功率的光源注入待测光纤，测其输出光功率Pout1 (2)在距待测光纤入射处2m处切断，测其Pout2 （3）由损耗定义： Pout1= Pout2= 所以，L=Pout2(m) 2)背向散射法 3）用相同的光源分别输入100米和待测光纤，光源脉宽已知，分别测得两端光纤输出脉冲展宽值,由于两光纤的色散相等，由，得L2，为光源线宽度。
四、计算题 (共30分) 1、某光纤出现故障，用OTDR仪表进行测量。OTDR发射的周期性矩形脉冲的宽度10ns，测得光脉冲从光纤始端返回光纤始端的时间为3μs，已知光纤纤芯折射率n1=， （1）问此光纤故障点距始端距离有多长？ （2）该OTDR判断故障点的误差为多少？ （3）若OTDR能测的损耗范围为32dB,想用它测试78 km的光缆线路，光缆的衰减系数为 dB／km，问OTDR能否看到末端的衰减曲线？ 解：1）由L=Ct/（2n）=3*108*3*10-6/（2*）=300m 2）ΔL=CΔt/（2n）=+1m 3）经总的路程损耗为：km*78*2=>32dB 所以OTDR不能看到末端衰减的曲线。 2、某抛物线分布光纤，n1=，Δ=，纤芯直径2a=50μm，当用波长λ0=μm的光激励时，试求： （1）光纤的最大数值孔径；（2）光纤的截止波长；（3）基模的模场半径；（4）模式总数。 1）GIOF中的局部数值孔径为 当r=0时， 2)抛物线型： 3)基模模场半径： 4）V=,模数M=38
3、如下图所示为X－型光纤耦合器，工作波长为m。若仅由Input1端口注入光功率，从Output1和Output 2端口输出的分别为注入光功率的75％和25％。耦合器的耦合系数为：，求：（1）在上述耦合分光比下，耦合器的最小耦合长度；（2）若仅从Output1端口注入0dBm光功率，则从Input1和Input 2端口分别输出多少光功率；（3）假设从Input1注入0dBm光功率，Input2输入－3dBm光功率时，分别从Output1和Output2输出多少光功率？
解：1）由分光比75%：25%=3：1 从“1”耦合到“2”的光功率为sin2（kL）=（1-cos（2kL））/2=1/4 所以cos（2kL）=1/2，所以，2kL=pi/3+2kpi,k=0,+1,-1 最小耦合长度L=pi/=0.052cm 2)x型耦合器有对称型，从output1进入，耦合到input2的为sin2（kL）为1/4，进入input1的有3/4，所以input2输出为1/4mw，input1为3/4mw。 或P01=0dbm=1mw，Pin1=Po1 cos2（kL）== Pin2=Po1 sin2（kL）==-6dBm 3)Pin1=1mw,Pin2=,Po1=Pin1 cos2（kL）+Pin2 sin2（kL）== dBm Po2=Pin1 sin2（kL）+Pin2 cos2（kL）= dBm
4、光纤中的基模能否被截止，为什么？ 答：不能。因为光纤半径不可能为0，入射波长也不可能为无穷大。
四、计算题 （要求写出主要计算步骤及结果。共32分） 1、 某抛物线分布光纤，n1=，Δ=，纤芯直径2a=50μm，当用波长λ0=μm的光激励时，试求：（共10分） （1）包层折射率n2=？ （2）光纤的数值孔径NA=？ 解：（1）纤芯与包层的相对折射率差
n2 = （2）光纤的数值孔径
2、 一光信号在光纤中传播了5000m，功率损耗了85%，该光纤的损耗为多少dB/km？（共5分） 解：1．65dB/km 3、 均匀光纤纤芯折射率n1=，工作波长λ0=μm，芯径2a=10μm，若要保证单模传输，则对相对折射率差Δ有何要求？（共8分） 解：<
4、一石英光纤，其折射率分布如下：
纵向传播常数与归一化频率如下图所示，试计算：（1）该光纤的截止波长；（2）若该光纤工作波长为1m，将支持哪些模式传输；在忽略模式相互间的作用和光纤总色散的情况下，试分析这些模式在光纤中传输时的先后次序。（9分）
