光纤复习(仅供参考)

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1、光纤复习光纤通信的优点和缺点各是什么？光纤通信的优点•容许频带很宽，传输容量很大•损耗很小，中继距离很长且误码率很小•重量轻、体积小•抗电磁干扰性能好•泄漏小，保密性能好•节约金属材料，有利于资源合理使用缺点:光纤质地脆、机械强度低、需耍比较好的切割及连接技术，分路、耦合比较麻烦。什么是光纤的色散？多模光纤和单模光纤的色散各由什么决定？■色散（Dispersion^:色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。模式色散（模间色散）色散•模内色散（色度色散）材料色散波导色散&模式色散：•是由于不同模式的时间延迟不同产生的.♦取决于光纤折射率分布，并和光纤

2、材料折射率的波长特性有关。3材料色散：♦由于光纤的折射率随波长而改变，模式内部不同波长成分的光时间延迟不同产生的•♦取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱宽&波导色散：•由于波导结构参数与波长有关产生的。•取决于波导尺寸，以及纤芯与包层的相对折射率差.SDH传输体制相对于PDH的优点和缺点分别在何处?P105造成光纤连接外部损耗主要有哪些因素?r本征吸收损耗材料吸收损耗衰减机理I非本征吸收损耗散射损耗——瑞利散射波导缺陷米氏散射损耗弯曲损耗网上说：1、光纤的弯曲损耗；2、光纤与光源耦合损耗。掺钩光纤放大器的优点和应用分别是什么？请举例说明P148请叙述半导体激光器的工作原理。P48DH

3、激光器工作原理在P52如何理解光与物质的三种相互作用？受激辐射与自发辐射的区别在何处?光与物质的相互作用■白发辐射■光吸收（受激吸收）■受激辐射hvhvhvAA/W>AA/W>hv目发发射受淤发射关系——非相干光.LED通过自发发射过程发光。■处于高能态（导带）电子不稳定，向低能态（价带）跃迁，而能量以光子形式释放出来，发射光子的能量hu等于导带价带能量差，即hu=Ec-Ev=Ege■发光过程：•自发发射:处于高能态的电子按照一定的概率自发地跃迁到低能态上，并发射一个能量为&的光子；•受激发射:处在高能态的电子在外界光场的感应下，发射一个和感应光子一模一样的光子，跃迁到低能态・光子随机地

4、向各个方向发射，每次发射没有确定的相位光子的发射方向.相位、频率都与激发它们的光子相同——相干光•LD通过受激发射过程发光。MirrorPartialMirror■光吸收：处于低能态电子，如果受到外来光的照射，当光子能量等于或大于禁带能量时，光子将被吸收而使电子跃迁到高能态。■光吸收过程：hvEi受激吸收。受激吸收:如果入射光子的能量hv近似等于巧-E1,光子能量就会被吸收，同时基态上的电子跃迁到高能态。•半导体光检测器基于这种效应。■自发发射、受激发射和受激吸收三种过程是同时存在的。PIN光敏二极管与APD光敏二极管的工作原理各是什么，它们之间的区别有哪些?PIN光电二极管■结构：在P

5、N结中间夹一层掺杂浓度很低的本征半导体（工层）。■工作原理：由于工层很厚具有较高电阻,电压基本上落在该区，使势垒区宽度增加，减小扩散运动影响，提高了响应速度。•vx/w**APD光电二极管■为了获得更高响应度，釆用APD光电二极管。■工作原理：当光入射到PN结时，光子被吸收产生的一次电子-空穴对在高电场区获得足够能量而加速运动，使晶格原子电离,产生的二次电子-空穴对再和原子碰撞。如此多次碰撞，产生连锁反应，致使载流子雪崩式倍增。APD二极管特点：•灵敏度高。•高增益。•高电压，结构复杂。•噪声大。■P工N二极管特点：0结构简单，可靠性高。电压低，使用方便。0量子效率高。0噪声小。0带宽较

6、高。■使用场合：•PIN:广泛应用于光纤通信系统。在灵敏度要求不高的场合，一般都釆用PIN。•APD:在光接收机灵敏度要求较高的场合,釆用APD。•如：小信号测量。绘制掺餌光纤放大器的结构图和餌离子的能级图，并说明光纤放大器的工作原理。P146、P147请叙述常见的单模光纤的种类及其特点。P15阶跃光纤纤芯和包层的折射率分别为m=l・5,n2=1.45,试计算：(1)纤芯和包层的相对折射率差△;(2)光纤的数值孔径NA。(3)若X0=lum,纤芯的半径a=25um,试计算光纤的归一化频率V及其中传播的模数量M。P45一个GaAsPIN光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子•空穴对。假设

7、所有产生的电子都被收集，那么(1)试计算该器件的量子效率(2)当在0・8uni波段、接收功率为10讥2时，计算平均输出光电流(3)计算此光电二极管的截止波长P77