光纤通信习题课与复习.pptVIP

复习要点1)实验操作(光纤熔接、OTDR、器件测量）。2）No.2：光纤结构、G.652/655、光缆类型、模式概念、截止波长、数值孔径NA、光纤损耗和色散的机理、计算公式、光纤带宽的计算、主要的非线性常识；3）No.3:激光器形成的必要条件、异质结LD、单纵模激光器的设计原理、LD与LED区别、LD主要特性、线路编码类型、mBnB、APC或ATC原理；4）No.4:PIN/APD工作原理、主要特性、接收机的主要指标与计算；5）No.5连接器/衰减器/耦合器的功能、关键技术指标、光纤耦合器的原理作业布置1)实验操作2)P554,7,8,10,13;3)P851,4,9,12,13;4)P1165,7;5)P1292,4,5;考试题型:填空30+选择10+简答30+计算分析30实验操作1.简单说明光时域反射仪OTDR的工作原理光传输过程中，瑞利散射光功率与传输光功率成正比例。通过检测与传输光相反方向的瑞利散射光功率和时延来确定光纤相关参数的方法，称为后向散射法。基于后向散射法的原理设计的测量仪器即OTDR。其工作曲线如右图:（a）为输入端反射区（或盲区）（b）为恒定斜率区，可用以确定

损耗系数；（c）接头或局部缺陷引起的损耗，

可用于确定缺陷位置和接头损耗；（d）连接器或介质缺陷引起的反射；（e）输出端反射区，用以确定光纤的长度。实验操作2.简述900um光纤手动熔接操作的步骤与注意事项*操作步骤:光纤剥皮(裸光纤25mm)→清洁→成端(17.5mm)→装热缩套管→V形槽定位夹持→熔接机参数选择→间隙调整→对芯（水平+垂直）→熔接→熔纤取出,复位→热缩封装电极电极光纤光纤*注意事项:1）控制切割长度和端面质量;2）成端光纤保持清洁;3）熔接损耗小于0.02dB;4)热缩套管与光纤包层重叠10mm；5）其它；答:从产生机理而言，光纤中的色散主要包括材料色散、波导色散和模式间色散、偏振模色散等。单模光纤中主要是材料色散；多模光纤中主要是模式间色散。4.光纤中色散有几种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？01传输的是什么模式？其截止波长为多大？阶跃折射率光纤中线性极化模LP11模对应的是什么矢量模？答：如果一个传播模，在包层中不衰减，表明该模的能量可以透过包层辐射出去，该传播模被截止了。如果一个传播模在包层中的衰减常数W=0时，表示导模截止。LP11模对应的矢量模是TE01，TM01，HE21。7、何谓模式截止？光纤单模传输的条件是什么？单模光纤中02第二章作业光纤单模传输的条件是什么？单模光纤中传输的是什么模式？其截止波长为多大？答：单模光纤传输条件：归一化频率V≤2.405单模光纤中传输的是LP01模，对应的矢量模是HE11模。截止波长：例：在某阶跃折射率多模光纤的纤芯折射率n1=1.50，相对折射率差Δ＝0.005,长度L=1km，要实现1310nm的单模传输，纤芯半径a的尺寸应该如何设计？答：要实现1310nm的单模传输，必须满足模式截止条件：10.某阶跃折射率光纤的参数为n1=1.5,n2=1.485,现有光纤从端面轴线处15?入射进光纤，试问该入射光线在光纤中是成为传导模还是辐射模？为什么？答：根据临界全反射条件：入射角15?大于最大临界角12.2?，所以入射光纤不满足全反射条件，是辐射模!8、由光源发出λ＝1.31μm的光，在a=9um，Δ=0.01，n1=1.45，光纤折射率为阶跃分布时，光纤中导模的数量为多少？对α=2的渐变光纤，其导模数量为多少？答：归一化频率V：对于阶跃型，导模数量为V2/2≈39对于渐变型，导模数量为V2/4≈19光脉冲经过长为20km,纤芯折射率1.5，包层折射率1.485的阶跃光纤的多模传输后，其脉冲最大展宽为多大？A答：考虑临界入射和直线传播两种极限情况：B光谱线宽度为1.5nm的光脉冲经过长为20km，色散系数为3ps/km·nm的单模光纤传输后，光脉冲被展宽了多少？C答：D例1.已知阶跃型光纤的n1=1.5，△=1％，工作波λ=1.3μm，光纤长度L=1km，光纤中的导模数量M=2。求：① 光纤的数值孔径NA。② 光纤的纤芯半径a。③ 计算光纤带宽（只考虑模式色散,不计dn1/dλ）解：①NA≈n1(2Δ)1/2=1.5*(2*0.01)1/2=0.21