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习题课 第一章 引论 王春灿 1、光纤预制棒制造工艺的四种气相方法是什么？ 并简要说明其特点。  MCVD法和PCVD法属于管内沉积方法，反应原理 为高温氧化反应，它们之间的主要差别在于为高温 氧化反应提供的热源不同，前者以氢氧焰为热源， 而后者则以微波谐振腔产生微波等离子体为热源。  PCVD优点：允许在管内沉积数千个薄层，每层的 沉积厚度可小于1um，因此折射率分布的控制更为 精确。适合制备复杂折射率剖面的光纤。  MCVD优点：MCVD设备简单，所制作的光纤特性 也较好。 OVD法和VAD法同属管外沉积方法，反应原 理为低温水解反应，它们之间的主要差别在 于前者是在水平方向进行烟灰粉尘的沉积， 而后者则是在竖直方向进行烟灰粉尘的沉积， 该类工艺的特点是沉积效率高，由于不使用 反应管，因而反应空间不受限制，可以制成 大长度的光纤预制棒，但其在沉积预制棒芯 层方面工艺较为复杂，且被美国和日本所掌 握，技术的引进受到限制。 2、请简述影响光纤损耗的主要因素，并阐述光纤色散的 主要种类及产生原因。 本征吸收：电子跃迁的紫外吸收； 分子振动态的红外吸收； 光纤损耗 OH- （2.73um, 1.38um ） 散射损耗：Rayleigh散射 （-4 ，不可避免 的随机密度波动引起） 其他：芯/包界面不规则引起的光散射损耗； 弯曲损耗；接续损耗；非线性散射 损耗（SBS，SRS ） 构成光信号的电磁波各频率分量在光纤中具有不同 传输速度的现象 模间色散：不同模式不同传输速度 材料色散：不同频率不同折射率 光纤色散 波导色散：不同频率不同模场分布 偏振模色散：不同偏振态不同传输速度 为什么会有传输速度的不同? 3、请说明现有单模光纤的主要种类以及它们之间的主要 区别。 G652,G653,G654,G655,主要区别是零色散波长位置 G652 普通单模光纤；零色散波长 1310nm G653 色散位移单模光纤；零色散波长 1550nm G654 截止波长移位单模光纤；零色散波长 1310nm G655 非零色散移位单模光纤；在1550nm窗口色散的 绝对值不为零，非零色散值可以抑制非线性四波 混频对DWDM系统的影响。 4. 光纤的主要成分是二氧化硅，由纤芯、包层、涂敷层 __三部分组成。光纤的纤芯常采用掺入二氧化锗来提高光 纤的折射率。 5. 光纤中的受激非弹性散射包括 受激布里渊散射(SBS) 、 受激拉曼散射(SRS)。 计算题 1. 光纤的单模条件是： ，某阶跃型石英 光纤的截止波长为1300nm，数值孔径NA 为0.13，包层为纯石英材料，其折射率是 1.45@1300nm，那么该光纤的芯区折射率 为 ，相对折射率差为 ,纤芯直径 为 。 阶跃折射率光纤的单模条件是:归一化频率小于2.4048. 2π 2 2 2π 2π V a n n an 2Δ