第五章 光无源器件与光放大器
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《光纤通信技术》习题第一章概述1、填空题光纤通信是以 为载频,以 为传输介质的通信方式1966年7月,英籍华人 博士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;1960年7月,美国科学家 发明了红宝石激光器光纤通信系统的短波长窗口为 ,长波长窗口为 。
光纤通信系统的通信窗口波长范围为 。
在光通信发展史上, 和 两个难题的解决,开创了光纤通信的时代。
2、简答题光纤通信为什么能够成为一种主要的通信方式?光纤通信系统由哪几部分组成?并说明各部分在系统中所完成的功能。
现有光纤通信使用的光波长有哪几种?对应的频率是多少?它们在整个电磁波谱中处在什么位置?第二章光纤及其导光原理1、填空题光纤的导光原理与结构特性可用 理论与 理论两种方法进行分析。
单模光纤中不存在 色散,仅存在 色散,具体来讲,可分为 和 。
光纤色散参数的单位为 ,表示两个波长间隔为 的光波传输 后到达时间的延迟对纯石英光纤,在λ= 处,色散参数D=D M+D W=0,这个波长称为 。
在单模光纤中,由于光纤的双折射特性使两个正交偏振分量以不同的群速度传输,也将导致光脉冲展宽,这种现象称为 色散。
单模传输条件是归一化参量V 。
允许单模传输的最小波长称为 。
数值孔径(NA)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2、简答题光纤由哪几部分构成?各起什么作用?简述G.651、G.652、G.653、G.654、G.655光纤的特性。
简述光纤的传输特性3、计算题阶跃折射率分布的光纤的芯径d=2a为100μm,折射率n1=1.458,包层的折射率n2=1.450,在该光纤中传输的光波的波长λ=850nm。
(1)计算该光纤的V参数?(2)估算在该光纤内传输的模式数量是多少?(3)计算该光纤的数值孔径?(4)计算该光纤单模工作的波长?(考试试卷A卷计算题)已知均匀光纤纤芯的折射率为n1=1.5,相对折射率差△=0.01,芯半径a=25μm,试求:(1)LP01、LP02、LP11和LP12模的截止波长各为多少?(2)若λ0=1μm,光纤的归一化频率V以及其中传输的模式数量M各等于多少均匀光纤,若n1=1.5,λ0=1.3μm,试计算:(1)若△=0.25,为了保证单模传输,其纤芯半径应取多大?(2)若取a=5μm,为了保证单模传输,△应取多大?第三章光缆及其工程技术1、填空题光缆大体上都是由 、 和 三部分组成的。
什么是光的光学放大和光学放大器?光的光学放大是指利用物质的非线性光学效应,将光波的强度增大的过程。
光学放大器则是利用光学放大原理制造出来的光学器件。
光学放大器可以分为有源放大器和无源放大器两种类型。
有源光学放大器是利用激光器原理将电能转化为光能,通过在物质中激发出更多的光子,使光波的强度得以增强。
有源放大器通常由激光器、放大介质和光学系统组成。
激光器产生一束窄带宽、高亮度、相干性好的光束,将其注入放大介质中,利用物质中的非线性光学效应,将光波的强度进行增强。
常见的有源放大器包括半导体光放大器、光纤放大器和固体激光器等。
无源光学放大器是利用物质的线性光学效应,将光波的能量传输到另一个位置时,利用光纤中光波的自发辐射和受激辐射效应,使得光波的强度得以增强。
无源放大器通常由光纤、光纤耦合器和光学系统组成。
光波通过光纤传输时,通过光纤中的自发辐射和受激辐射效应,使得光波的强度得以增强。
常见的无源放大器包括光纤放大器和半导体光放大器等。
光学放大器的性能可以通过增益、噪声系数、带宽和饱和功率等指标来描述。
增益是指光波在放大器中的强度增加倍数。
噪声系数是指放大器在增益过程中引入的噪声水平。
带宽是指放大器能够放大的光波频率范围。
饱和功率是指放大器输出光波强度达到极限时的输入光功率。
光学放大器在通信、传感、激光器和光学成像等领域有着广泛的应用。
在光通信中,光学放大器可以用于增强光信号的强度,延长信号传输距离。
在光学成像中,光学放大器可以用于增强图像信号的强度,提高图像质量。
在激光器中,光学放大器可以用于增强激光器的输出功率,扩大应用范围。
在光学传感中,光学放大器可以用于提高传感器的灵敏度和测量精度。
总结起来,光的光学放大是利用物质的非线性光学效应,将光波的强度增大的过程。
光学放大器是利用光学放大原理制造出来的光学器件。
光学放大器可以分为有源放大器和无源放大器两种类型。
有源放大器通常由激光器、放大介质和光学系统组成。