光纤名解、简答研讨.doc

一 名词解释 横电磁波主（TEM波）：在传播方向上没有电场和磁场分量 横电波（TE波）：在传播方向上有磁场分量但无电场分量 横磁波（TM波）：在传播方向上有电量分量但无磁场分量 模式：即为能够独立存在的电磁场的结构形式 轴向相位常数：各模式沿波导轴向传播的相位常数。 截止波长：导波处于截止临界状态时，所对应的波长即为该导波的截止波长 渐变型光纤：纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤 弱导波光纤：当n1与n2差别极小时，这种光纤称为弱导波光纤 最佳折射指数分布：可以消除模式色散的n（r）分布，称为最佳折射指数分布 本地数值孔径：渐变型光纤纤芯某点r处的光线的数值孔径，称为该点的本地数值孔径，记作NA(r) 单模光纤：是在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤 色散：光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就被称为色散 粒子数反转分布：高能级的粒子密度大于低能级的粒子密度，这是粒子数反常态的分布即是粒子数反转分布 直接调制：直接在光源上进行调制，这是目前广泛采用调制方式，直接调制半导体激光器的注入电流 自发辐射：处于高能级的电子在未受到外界激发的情况下，自发地跃迁到低能级的过程 响应时间：指半导体光电二极管产生的光电流随入射光信号变化快慢的状态 暗电流：在无光的情况下，光电检测器仍有电流输出，这种电流称为暗电流 mBnB码：又称分组码，它是把输入信码流中每m比特码分为一组，然后变换为n比特，且nm 插入比特码：这种码型是将信码流中每m比特划为一组，然后在这一组的末尾一位之后插入1个比特码 误码率：误码率BER=错误接收的码元数/传输的码元总数 抖动：数字信号的有效瞬间，与其理想时间位置的短时间偏离 网络节点接口：传输设备和网络节点间的接口 段开销：STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，用于网络运行、管理和维护 同向泵浦：输入光信号与泵浦光源输出的光波，以同一方向注入掺铒光纤 功率增益：功率增益＝10log（输出光功率/输入光功率）（dB） 二、 光纤通信的主要优点有哪些？ 传输频带宽，通信容量大 传输损耗小 抗电磁干扰能力强 线径细、重量轻 资源丰富 薄膜波导中的最低工作模式是哪种，如何确定？ 薄膜波导中的最低工作模式是TE0模，因为在所有的导波模式中，TE0模的截止波长最长 按照纤芯剖面折射率分布不同，光纤可分为哪二种形式，解释其含义？ 一般可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。阶跃型光纤，纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤。渐变型光纤，纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤。 按照纤芯中传输模式的多少来分，光纤可分为哪二种形式，解释其含义？ 一般可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤在给定的工作波长下，只能传输一种模式。多模光纤是在给定的工作波长下，能传输多种模式的介质波导。 按几何光学射线理论，阶跃光纤中的光射线主要有哪几种，解释其含义？ 主要有子午射线和斜射线。子午面上的光射线，在一个周期内和该中心轴相交两次，或为锯齿形波前进。这种射线称为子午射线，简称子午线。斜射线不在一个平面里，是不经过光纤轴线的射线。 什么是导波的截止状态？导波处于截止的临界状态时，其传输常数等于什么？ 当β＜k0n2时，辐射损耗将进一步增大，使光波能量不再有效地沿光纤轴向传输，这时，即认为出现了辐射模，导波处于截止状态。传输常数β＝k0n2是导波截止的临界状态。 什么是渐变型光纤的最佳折射指数分布，写出平方律型折射指数分布光纤的折射指数表达式？ 光射线的轨迹将不再是直线而是曲线。如果选用合适的n（r）分布，就有可能使芯子中的不同射线，以同样的轴向速度前进，从而可减少光纤中的模式色散。可以消除模式色散的n（r）分布，称为最佳折射指数分布。 表达式为n（r）＝n（0）[1-2Δ（r/a）2]1/2 什么是单模光纤的双折射现象？ 理论上单模光纤中只传输一个基模，但实际上，在单模光纤中有两个模式，即横向电场沿y方向极化和沿x方向极的两个模式，它们的极化方向互相垂直，这两种模式分别表示为LP0y1和LP0x1。 在理想的轴对称的光纤中，这两个模式有相同的传输相位常数β，它们是相互简并的。但在实际光纤中，由于光纤形状、折射率、应力等分布的不均匀，将使两种模式的β值不同，形成相位差Δβ，简并受到破坏。这种现象叫做双折射现象。 什么是光纤的色散，为什么说光纤的色散会限制系统的通信容量？ 光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就被称为色散。光纤的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽，产生码间干扰，增加误码率，这样就限制了通信容量。 光