光纖光學(xué)練習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、選擇題（下列各題四個(gè)備選答案中只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。每小題1.5分，共30分）1 有關(guān)光纖中傳輸?shù)哪Ｊ?，下列哪一個(gè)命題是錯(cuò)誤的？A、對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)給定的光纖，其中傳輸?shù)哪Ｊ绞俏ㄒ淮_定的；B、TE01、TM01和HE21模具有相同的截止頻率；C、一個(gè)模式都有自己對(duì)應(yīng)的截止頻率；D、HE11模是唯一不能截止的模式。2 光纖中能夠支持的模式由光纖波導(dǎo)本身決定，但光纖中能夠激勵(lì)出的模式與很多因素有關(guān)，問光纖中實(shí)際能夠激勵(lì)出的模式與下列哪些因素?zé)o關(guān)：A、入射光源的光功率； B、入射介質(zhì)的折射率； C、光的入射角； D、入射點(diǎn)的位置。3 主模式號(hào)為1

2、4的模群中所含的精確模式總數(shù)為：A、14；B、26；C、28；D、74 通常將光纖通信劃分為三個(gè)傳輸窗口，其主要原因是：A、光纖的彎曲損耗； B、OH吸收損耗； C、過渡金屬離子吸收； D、瑞利散射損耗。5 線偏振模的模斑為：A、徑向亮斑數(shù)為，角向亮斑數(shù)為，而且中心為暗；B、徑向亮斑數(shù)為，角向亮斑數(shù)為，而且中心為暗； C、徑向亮斑數(shù)為，角向亮斑數(shù)為，而且中心為亮；D、徑向亮斑數(shù)為，角向亮斑數(shù)為，而且中心為亮。6光纖的損耗是由許多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是：A、彎曲損耗； B、OH吸收；C、過度金屬離子吸收；D、 瑞利散射7 一光信號(hào)在光纖中傳播了5000m,功率損耗了15%，該光纖

3、的損耗是A、0.14dB/km； B、0.71dB/km； C、0.64dB/km； D、0.32dB/km。8 對(duì)于1330nm的單模光纖，當(dāng)入射光中心波長為1550nm，光譜寬度為10nm時(shí)，不可能存在的色散是哪一個(gè)？A、模間色散； B、材料色散； C、波導(dǎo)色散； D、偏振模色散。9 數(shù)值孔徑NA是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，下列哪些命題是錯(cuò)誤的？A、NA越大，光纖的收光能力越大；B、NA越大，光纖的收光角越大；C、NA越大，光源與光纖的耦合效率越高；D、NA越大，多模光纖的模式色散越小。10 下列光纖的色散，由小到大的排列次序?yàn)椋篈、多模的GIOF、多模SIOF、單模光纖； B、多模SIOF、多

4、模的GIOF、單模光纖； C、單模光纖、多模的GIOF、多模SIOF； D、多模SIOF、單模光纖、多模的GIOF11 以下那一種是非零色散位移光纖：A、G655光纖； B、G653光纖；C、G652光纖； D、G651光纖。12 有關(guān)光纖中的色散論述錯(cuò)誤的是：A、色散的存在使光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率降低、傳輸容量變小； B、色散位移的目的是使零色散波長與最低損耗波長一致；C、正色散的光纖使光脈沖展寬，而負(fù)色散的光纖使光脈沖壓縮，所以，負(fù)色散的光纖也成為色散補(bǔ)償光纖； D、通過適當(dāng)調(diào)整光纖波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參量可使波導(dǎo)色散和材料色散互相抵消。13 以下關(guān)于自聚焦透鏡論述錯(cuò)誤的是：A、0.25節(jié)距的GRI

5、N的物方焦點(diǎn)在透鏡入射平面上B、0.25節(jié)距的GRIN，同一點(diǎn)離軸入射，出射仍為平行光線C、0.25節(jié)距的GRIN，不同入射點(diǎn)的斜平行線入射，出射位置不同；D、自聚焦透鏡的長度一般以節(jié)距來表示。14下列光波長不屬于通常所說的光纖的三個(gè)傳輸窗口是：A、0.85mm； B、1.31mm； C、1.48mm； D、1.55mm。15 有關(guān)G.652光纖，以下命題哪個(gè)是錯(cuò)誤的：A、工作在1310nm波長時(shí)，損耗是通信容量的主要限制因素；B、工作在1550nm波長時(shí)，色散是通信容量的主要限制因素；C、工作在1550nm波長時(shí)，損耗與色散均是通信容量的主要限制因素；D、工作在850nm波長時(shí)，損耗與色散均

6、是通信容量的主要限制因素；16 標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯直徑一般為： A、10mm B、10 nm C、80 mm D、100 nm17 關(guān)于光纖連接損耗，以下那一種說法是錯(cuò)誤的：A、光纖間的連接損耗與光的傳輸方向無關(guān)；B、對(duì)于單模光纖，模場(chǎng)半徑的不匹配是光纖損耗主要因素；C、通過充以折射率匹配液，可大大降低光纖端面間菲涅爾反射損耗；D、多模光纖的連接損耗可用幾何光學(xué)進(jìn)行分析計(jì)算。18 有關(guān)光纖光柵的命題，哪一個(gè)是不對(duì)的：A、光纖光柵的理論基礎(chǔ)是模式耦合理論；B、長周期光纖光柵可應(yīng)用于OADM中；C、長周期光纖光柵可用作EDFA的增益均衡；D、Bragg光纖光柵可應(yīng)用于光纖激光器中。19 光時(shí)域反射儀

7、（OTDR）不能夠完成的功能有：A、光纖端面的判斷； B、光纖色散大小的測(cè)量； C、光纖斷點(diǎn)的判斷； D、光纖長度的測(cè)量。20 以下命題哪個(gè)是錯(cuò)誤的：A、摻鉺光纖激光器中諧振腔是不可缺少的；B、EDFA與摻鉺光纖激光器的工作機(jī)理均為受激輻射；C、EDFA的增益與泵浦功率大小有關(guān)；D、EDFA的增益與信號(hào)光功率大小無關(guān)。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1、簡(jiǎn)述光纖中包層存在的必要性。答：1、與纖芯共同組成光波導(dǎo)，限制光在纖芯內(nèi)傳輸。2、保護(hù)纖芯。2、簡(jiǎn)述光纖中導(dǎo)模截止和遠(yuǎn)離截止條件的物理意義。答：當(dāng)W趨向0時(shí)，場(chǎng)在包層中不衰減，導(dǎo)模轉(zhuǎn)化為輻射模，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)模截止。當(dāng)W趨向無窮大時(shí)，場(chǎng)在包層中不存

8、在，導(dǎo)模場(chǎng)的約束最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)模遠(yuǎn)離截止。3、應(yīng)用已有的光纖光學(xué)知識(shí)，提高光纖通信容量，應(yīng)如何完善光纖？答：可從降低光纖色散的角度分析。4、畫出偏振無關(guān)隔離器的結(jié)構(gòu)圖，并簡(jiǎn)述其工作原理。答：光正向傳輸時(shí)，經(jīng)偏振分光鏡分成兩束光，兩束光經(jīng)YIG和互易旋光片后，偏振方向如上圖所示，徑偏振分光鏡合束輸出。光反向傳輸時(shí)，由于YIG的非互易性，反響傳輸?shù)墓鉄o法在輸出口合束，因而光的損耗大，無法通過。三、設(shè)計(jì)題（每小題10分，共20分）1、請(qǐng)用如下器件：980/1550nm的波分復(fù)用耦合器、2/8 Y型耦合器、光環(huán)形器、Bragg光纖光柵、980nm半導(dǎo)體激光器、一段摻鉺光纖，單模光纖若干米，分別構(gòu)成光纖

9、放大器與激光器，畫出結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)單介紹工作原理。答：1）EDFA：工作原理：輸入信號(hào)與泵浦光在WDM中復(fù)用，光信號(hào)經(jīng)EDF介質(zhì)放大，從3輸出，兩個(gè)環(huán)行器起到隔離的作用，以提高EDFA的工作性能。2）光纖環(huán)行器結(jié)構(gòu)如下圖所示：980nm的泵浦光激發(fā)基態(tài)電子產(chǎn)生自發(fā)輻射，在EDF中激發(fā)新的輻射，經(jīng)由環(huán)行器，由光纖光柵選定波長由3端口輸出。激光波長與泵浦波長由wdm復(fù)用繼續(xù)在EDF中作用，在2/8Y型耦合器，8份繼續(xù)增益，2份輸出。2、有一卷大約幾十公里長的光纖需要測(cè)量其長度，現(xiàn)有一段100米可以測(cè)試的光纖與需測(cè)量的光纖具有相同的參數(shù)，試設(shè)計(jì)三種測(cè)量方法用以測(cè)量光纖長度。答：1）切斷法測(cè)損耗求長

10、度：(1)某一光功率的光源注入待測(cè)光纖，測(cè)其輸出光功率Pout1(2)在距待測(cè)光纖入射處2m處切斷，測(cè)其Pout2（3）由損耗定義：Pout1=2.LPinPout2=2.2Pin所以，L=2.Pout1/Pout2(m)2)背向散射法3）用相同的光源分別輸入100米和待測(cè)光纖，光源脈寬已知，分別測(cè)得兩端光纖輸出脈沖展寬值,由于兩光纖的色散相等，由，得L2，為光源線寬度。四、計(jì)算題 (共30分)1、某光纖出現(xiàn)故障，用OTDR儀表進(jìn)行測(cè)量。OTDR發(fā)射的周期性矩形脈沖的寬度10ns，測(cè)得光脈沖從光纖始端返回光纖始端的時(shí)間為3s，已知光纖纖芯折射率n1=1.5，（1）問此光纖故障點(diǎn)距始端距離有多長

11、？（2）該OTDR判斷故障點(diǎn)的誤差為多少？（3）若OTDR能測(cè)的損耗范圍為32dB,想用它測(cè)試78 km的光纜線路，光纜的衰減系數(shù)為0.3 dBkm，問OTDR能否看到末端的衰減曲線？解：1）由L=Ct/（2n）=3*108*3*10-6/（2*1.5）=300m2）L=Ct/（2n）=+1m3）經(jīng)總的路程損耗為：0.3dB/km*78*2=46.8dB>32dB所以O(shè)TDR不能看到末端衰減的曲線。2、某拋物線分布光纖，n1=1.5，=0.001，纖芯直徑2a=50m，當(dāng)用波長0=0.85m的光激勵(lì)時(shí)，試求： （1）光纖的最大數(shù)值孔徑；（2）光纖的截止波長；（3）基模的模場(chǎng)半徑；（4）模

12、式總數(shù)。1）GIOF中的局部數(shù)值孔徑為 當(dāng)r=0時(shí)，2)拋物線型：3)基模模場(chǎng)半徑：4）V=12.38,模數(shù)M=383、如下圖所示為X型光纖耦合器，工作波長為1.55mm。若僅由Input1端口注入光功率，從Output1和Output 2端口輸出的分別為注入光功率的75和25。耦合器的耦合系數(shù)為：，求：（1）在上述耦合分光比下，耦合器的最小耦合長度；（2）若僅從Output1端口注入0dBm光功率，則從Input1和Input 2端口分別輸出多少光功率；（3）假設(shè)從Input1注入0dBm光功率，Input2輸入3dBm光功率時(shí)，分別從Output1和Output2輸出多少光功率？解：1）由

13、分光比75%：25%=3：1從“1”耦合到“2”的光功率為sin2（kL）=（1-cos（2kL）/2=1/4所以cos（2kL）=1/2，所以，2kL=pi/3+2kpi,k=0,+1,-1最小耦合長度L=pi/(3.2k)=0.052cm2)x型耦合器有對(duì)稱型，從output1進(jìn)入，耦合到input2的為sin2（kL）為1/4，進(jìn)入input1的有3/4，所以input2輸出為1/4mw，input1為3/4mw?；騊01=0dbm=1mw，Pin1=Po1 cos2（kL）=0.75mw=-1.25dBmPin2=Po1 sin2（kL）=0.25mw=-6dBm3)Pin1=1mw,

14、Pin2=0.5mw,Po1=Pin1 cos2（kL）+Pin2 sin2（kL）=0.875mw=-0.58 dBmPo2=Pin1 sin2（kL）+Pin2 cos2（kL）=-2.04 dBm4、光纖中的基模能否被截止，為什么？答：不能。因?yàn)楣饫w半徑不可能為0，入射波長也不可能為無窮大。四、計(jì)算題 （要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果。共32分）1、 某拋物線分布光纖，n1=1.5，=0.001，纖芯直徑2a=50m，當(dāng)用波長0=0.85m的光激勵(lì)時(shí)，試求：（共10分）（1）包層折射率n2=？（2）光纖的數(shù)值孔徑NA=？解：（1）纖芯與包層的相對(duì)折射率差n2 = 1.4985 （2）光纖的數(shù)

15、值孔徑 2、 一光信號(hào)在光纖中傳播了5000m，功率損耗了85%，該光纖的損耗為多少dB/km？（共5分）解：165dB/km3、 均勻光纖纖芯折射率n1=1.5，工作波長0=1.3m，芯徑2a=10m，若要保證單模傳輸，則對(duì)相對(duì)折射率差有何要求？（共8分）解：<0.00224、一石英光纖，其折射率分布如下： 縱向傳播常數(shù)與歸一化頻率如下圖所示，試計(jì)算：（1）該光纖的截止波長；（2）若該光纖工作波長為1mm，將支持哪些模式傳輸；在忽略模式相互間的作用和光纖總色散的情況下，試分析這些模式在光纖中傳輸時(shí)的先后次序。（9分）解：（1）該光纖的截止波長為1.379um。（2）V=3.31584，

16、有HE11，HE21，TE01，TM01模式。模式在光纖中傳輸時(shí)的先后次序?yàn)椋号艿淖羁斓臑镠E11，另外三個(gè)模式簡(jiǎn)并，跑得速度比HE11慢。五、分析題（16分）1、從麥克斯韋方程出發(fā)，試分析SIOF光纖中模場(chǎng)的求解過程。（10分）答：分析思路：從麥克斯韋方程經(jīng)過三次變量分離得到波導(dǎo)場(chǎng)方程建立數(shù)學(xué)模型，在圓柱坐標(biāo)系下討論電磁場(chǎng)的縱向分量滿足波導(dǎo)場(chǎng)方程變量分離，得到貝塞爾方程根據(jù)貝塞爾函數(shù)特征，結(jié)合光纖中纖芯與包層中光場(chǎng)傳輸特征得到縱向場(chǎng)的函數(shù)表達(dá)式結(jié)合縱橫關(guān)系式得到其他場(chǎng)分量的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2、試分析SIOF光纖中各種模式的本征值方程的推導(dǎo)過程。（6分）答：分析思路：TE和TM模式的本征值方程的推

17、導(dǎo)過程可根據(jù)邊界條件，并結(jié)合模式的場(chǎng)分量的特征，得到其本征值方程。對(duì)于HE和EH模式，可根據(jù)q參數(shù)，得到他們的本征值方程。六、論述題（共10分）簡(jiǎn)述光纖應(yīng)如何發(fā)展以適應(yīng)高速大容量光通信系統(tǒng)要求。答：分析思路：從降低色散、損耗等角度進(jìn)行論述。1、什么是光的全反射現(xiàn)象？答：當(dāng)光從折射率高的介質(zhì)向折射率低的介質(zhì)行進(jìn)時(shí)，折射光的前進(jìn)方向?qū)⑾蚩拷缑鎮(zhèn)绕D(zhuǎn)。因此，若增大入射角，使入射角增大到某一值時(shí)，折射光將與界面相平行，此時(shí)的入射角稱之為臨界角。當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，折射光消失，入射光在界面處全部被反射，這種現(xiàn)象叫作全反射。關(guān)于光的全反射，是從高折射率的介質(zhì)向低折射率介質(zhì)入射時(shí)才能發(fā)生的一種現(xiàn)象。2、

18、光在光纖中是怎樣傳播的？答：光纖的結(jié)構(gòu)為介質(zhì)圓柱體，由纖芯和包層組成。纖芯區(qū)域完成光信號(hào)的傳輸；包層是為了將光封閉在纖芯內(nèi)并保護(hù)纖芯，增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度。目前通信光纖中纖芯與包層主題材料都是石英，但兩區(qū)域中摻雜情況不同，因此折射率也不同。3、什么是光纖中的傳輸模式？答：讓我們考慮一下兩束波產(chǎn)生的干涉情況。如若這兩束波的相位一致，則這兩個(gè)波將相互加強(qiáng)，就可以一直傳播下去；如若這兩束波的相位不一致，則它們將彼此削弱直至最后消失。波的相位是否一致。這是由波束入射至包層壁的角度決定的。只有以某些特定角度入射于包層壁的波才能相互得到加強(qiáng)，繼續(xù)傳播至遠(yuǎn)方。也就是說，當(dāng)光線入射至包層壁時(shí)，只有光線與包層壁的

19、角度為某些特定值的光波才不會(huì)被削弱而形成傳輸波組，將此稱為傳輸模。依據(jù)光線與包層壁間的夾角由小至大，分別稱為0次模，1次模，2次模.4、光纖具有哪些參數(shù)？答：光纖的參數(shù)有：1、相對(duì)折射率差 2、收光角 3、數(shù)值孔徑 4、折射率分布系數(shù) 5、結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：芯徑、外徑、纖芯不圓率、外徑不圓率5、140Mb/s單模光纖通信系統(tǒng)的線路為5B6B碼，工作于1.31m，光源線寬5nm，光纖色散系數(shù)3ps/km.nm，試計(jì)算其最大中繼距離。答：最大傳輸距離可按下式計(jì)算：L=0.325*106/|D|*f0其最大中繼距離可達(dá)128km以上。6、光纖通信系統(tǒng)的發(fā)射光功率為0.1mw，工作速率為100Mb/s，工

20、作于1.31m，光纖損耗系數(shù)為1dB/km，光纖兩端的連接器損耗各為1dB，光纖每隔2km的接合損耗為0.2dB，接收機(jī)靈敏度為100nw。試計(jì)算其最大傳輸距離。7、為什么（9.1）式不能簡(jiǎn)單地用來描述多模光纖中的衰減？答案：因?yàn)樵诙嗄９饫w中傳輸著大量的模式，各種模式是光功率的攜帶者，總的光功率是被分配在各傳輸模式之中的。不同模式的衰減不同，其損耗系數(shù)a也不同，由于模式耦合，將使光纖a隨傳輸長度z而變化。因此不能簡(jiǎn)單用（9.1）式表示。8、什么是多模光纖的穩(wěn)態(tài)損耗系數(shù)？試寫出它的表示式，和它成立條件。答：光纖中模式分布穩(wěn)定時(shí)的損耗系數(shù)為穩(wěn)態(tài)損耗系數(shù)。其表達(dá)式為（9.6）式。其成立條件必須使L1

21、>Lc9、什么是光合波器、光分波器？答：光合波器、光分波器是用在波分復(fù)用等傳輸方式中的無源器。它們可以將不同波長的多個(gè)光信號(hào)合并在一起一根光纖中傳輸，將經(jīng)一根光纖傳輸來的不同波長的復(fù)合光信號(hào)，按不同光波長分開。前者稱為光合波器，后者稱為光分波器。10、光時(shí)域反射計(jì)中為什么要進(jìn)行平均化處理？答：由于光時(shí)域反射計(jì)所測(cè)量的背向散射光非常微弱，如果不對(duì)檢測(cè)到的返回信號(hào)進(jìn)行求平均的處理，即便是在相同的測(cè)試條件下測(cè)量相同的光纖，也不可能得到相同的測(cè)試結(jié)果。這是因?yàn)楸诚蛏⑸涔庑盘?hào)受到光時(shí)域反射計(jì)中PAD散粒噪聲、前置放大器熱噪聲等測(cè)量系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪聲影響所致。為了能從被噪聲所淹沒的信號(hào)中檢測(cè)出被測(cè)光纖

22、特性的信息，需對(duì)光纖上某一點(diǎn)的背向散射光信號(hào)作多次測(cè)量，取其數(shù)據(jù)的平均值作為測(cè)定值，這就是平均化處理。一選擇題 （從下列各題四個(gè)備選答案中選出一個(gè)或多個(gè)正確答案，并將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。答案選錯(cuò)或未選全者，該題不得分。每小題2分，共16分） 1光纖通信的三個(gè)工作窗口中，對(duì)于常規(guī)光纖，最低損耗窗口是_ A、0.85m B、1.31m C、1.40m D、1.55m2常規(guī)單模光纖的三個(gè)工作窗口是_ A、0.85m B、 1.31m C、1.40m D、1.55m3光纖的損耗是由許多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是_ A、彎曲損耗 B、OH吸收 C、過度金屬離子吸收 D、瑞利散射4數(shù)值

23、孔徑NA是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，下列哪些命題是錯(cuò)誤的?_ A NA越大，光纖的收光能力越大 B NA越大，光纖的收光角越大 C NA越大，光源與光纖的耦合效益越高 D NA越大，多模光纖的模式色散越小5有關(guān)光纖的色散曲線，下列哪一個(gè)命題是錯(cuò)誤的_ A、一個(gè)模式都有自己對(duì)應(yīng)的截止頻率 B、光纖歸一化頻率V越大，光纖中存在的模式越少 C、HE11模是唯一不能截止的模式 D、緊鄰HE11模的高階模是TE01、TM01、HE21模 6單模光纖不存在以下哪幾種色散?_ A、模式色散 B、材料色散 C、波導(dǎo)色散 D、偏振模色散7譜寬為4nm的光脈沖，在某單模光纖中傳輸50km后，脈沖在時(shí)域上展寬3000ps

24、，該光纖總色散系數(shù)為多少？_ A、60ps/nm. km dBm B、15 ps/nm. km C、750 ps/nm. Km D、2800 ps/nm. km8某階躍多模光纖纖芯與包層折射率分別為n1=1.6，n2=1.584，該光纖每公里因模式色散所引起的最大時(shí)延差m為多少ns/km？_ A、68 B、40 C、53.3 D、23 9某階躍多模光纖，纖芯折射率n1=1.5，相對(duì)折射率差=0.01， 工作波長0=0.85m，芯徑2a=50m，該光纖中模數(shù)量M為多少？_ A、768 B、400 C、532 D、12310相干光波必須滿足的條件包括_A、相干光波的頻率必須相同 B、相干光波的相位

25、差必須恒定 C、相干光波的振動(dòng)方向必須一致 D、必須在相干長度以內(nèi) 一填空題 （共17分） 1光纖由 、 、 三層構(gòu)成，其中 一般由高損耗的材料制成，起到保護(hù)光纖的作用。 2當(dāng)光纖芯徑 時(shí)，可將光波近似看成一根根光線，采用幾何光學(xué)方法分析光波在光纖中的傳播特性。光纖的數(shù)值孔徑NA ，其收光能力越強(qiáng)。 3光纖的色散主要有 、 、 三種形式。 4單模光纖的芯徑比多模光纖的芯徑 。對(duì)于相同材料、相同折射率差的多模光纖，芯徑越細(xì)，模式數(shù)目越 。 5光纖中導(dǎo)模傳播常數(shù)的取值范圍為 。弱導(dǎo)光纖的弱導(dǎo)條件為 。一選擇題（下列各題四個(gè)備選答案中只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共1

26、0分） 1有關(guān)光纖中傳輸?shù)哪Ｊ?，下列哪一個(gè)命題是錯(cuò)誤的？是_ A、對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)給定的光纖，其中傳輸?shù)哪Ｊ绞俏ㄒ淮_定的 B、TE01、TM01和HE21模具有相同的截止頻率 C、一個(gè)模式都有自己對(duì)應(yīng)的截止頻率 D、HE11模是唯一不能截止的模式2光纖中能夠支持的模式由光纖波導(dǎo)本身決定，但光纖中能夠激勵(lì)出的模式與很多因素有關(guān)，問光纖中實(shí)際能夠激勵(lì)出的模式與下列哪些因素?zé)o關(guān)_ A、入射光源的光功率 B、入射介質(zhì)的折射率 C、光的入射角 D、入射點(diǎn)的位置3主模式號(hào)為14的模群中所含的精確模式總數(shù)為_ A、14 B、26 C、28 D、74通常將光纖通信劃分為三個(gè)傳輸窗口，其主要原因是_ A、光纖的彎曲

27、損耗 B、OH吸收損耗 C、過渡金屬離子吸收 D、瑞利散射損耗5有關(guān)光纖的色散曲線，下列哪一個(gè)命題是錯(cuò)誤的_ A、徑向亮斑數(shù)為 ，角向亮斑數(shù)為 ，而且中心為暗 B、徑向亮斑數(shù)為 ，角向亮斑數(shù)為 ，而且中心為暗 C、徑向亮斑數(shù)為 ，角向亮斑數(shù)為 ，而且中心為亮 D、徑向亮斑數(shù)為 ，角向亮斑數(shù)為 ，而且中心為亮 6光纖的損耗是由許多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是_ A、彎曲損耗 B、OH吸收 C、過度金屬離子吸收 D、瑞利散射7一光信號(hào)在光纖中傳播了5000m,功率損耗了15%，該光纖的損耗是_ A、0.14dB/km B、0.71dB/km C、0.64dB/km D、0.32dB/km

28、8對(duì)于1330nm的單模光纖，當(dāng)入射光中心波長為1550nm，光譜寬度為10nm時(shí)，不可能存在的色散是_ A、模間色散 B、材料色散 C、波導(dǎo)色散 D、偏振模色散9數(shù)值孔徑NA是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，下列哪些命題是錯(cuò)誤的？_ A、NA越大，光纖的收光能力越大 B、NA越大，光纖的收光角越大 C、NA越大，光源與光纖的耦合效率越高 D、NA越大，多模光纖的模式色散越小10下列光纖的色散，由小到大的排列次序?yàn)開 A、多模的GIOF、多模SIOF、單模光纖 B、多模SIOF、多模的GIOF、單模光纖 C、單模光纖、多模的GIOF、多模SIOF D、多模SIOF、單模光纖、多模的GIOF一選擇題（下列各

29、題四個(gè)備選答案中只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共10分） 1以下那一種是非零色散位移光纖_ A、G655光纖 B、G653光纖 C、G652光纖 D、G651光纖2有關(guān)光纖中的色散論述錯(cuò)誤的是_ A、色散的存在使光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率降低、傳輸容量變小 B、色散位移的目的是使零色散波長與最低損耗波長一致 C、正色散的光纖使光脈沖展寬，而負(fù)色散的光纖使光脈沖壓縮，所以，負(fù)色散的光纖也成為色散補(bǔ)償光纖 D、通過適當(dāng)調(diào)整光纖波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參量可使波導(dǎo)色散和材料色散互相抵消3以下關(guān)于自聚焦透鏡論述錯(cuò)誤的是_ A 0.25節(jié)距的GRIN的物方焦點(diǎn)在透鏡入射平面上 B 0.25

30、節(jié)距的GRIN，同一點(diǎn)離軸入射，出射仍為平行光線 C 0.25節(jié)距的GRIN，不同入射點(diǎn)的斜平行線入射，出射位置不同 D 自聚焦透鏡的長度一般以節(jié)距來表示4下列光波長不屬于通常所說的光纖的三個(gè)傳輸窗口是_ A、0.85m B、1.31m C、1.48m D、1.55m5有關(guān)G.652光纖，以下命題哪個(gè)是錯(cuò)誤的_ A、工作在1310nm波長時(shí)，損耗是通信容量的主要限制因素 B、工作在1550nm波長時(shí)，色散是通信容量的主要限制因素 C、工作在1550nm波長時(shí)，損耗與色散均是通信容量的主要限制因素 D、工作在850nm波長時(shí)，損耗與色散均是通信容量的主要限制因素6標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯直徑一般為_ A

31、、10m B、10 nm C、80 m D 100、nm7關(guān)于光纖連接損耗，以下那一種說法是錯(cuò)誤的_ A、光纖間的連接損耗與光的傳輸方向無關(guān) B、對(duì)于單模光纖，模場(chǎng)半徑的不匹配是光纖損耗主要因素 C、通過充以折射率匹配液，可大大降低光纖端面間菲涅爾反射損耗 D、多模光纖的連接損耗可用幾何光學(xué)進(jìn)行分析計(jì)算8有關(guān)光纖光柵的命題，哪一個(gè)是不對(duì)的_ A、光纖光柵的理論基礎(chǔ)是模式耦合理論 B、長周期光纖光柵可應(yīng)用于OADM中 C、長周期光纖光柵可用作EDFA的增益均衡 D、Bragg光纖光柵可應(yīng)用于光纖激光器中9光時(shí)域反射儀（OTDR）不能夠完成的功能有_ A、光纖端面的判斷 B、光纖色散大小的測(cè)量 C

32、、光纖斷點(diǎn)的判斷 D、光纖長度的測(cè)量10以下命題哪個(gè)是錯(cuò)誤的_A、摻鉺光纖激光器中諧振腔是不可缺少的 B、EDFA與摻鉺光纖激光器的工作機(jī)理均為受激輻射 C、EDFA的增益與泵浦功率大小有關(guān) D、EDFA的增益與信號(hào)光功率大小無關(guān) 1下列哪個(gè)不是光纖通信的工作窗口_ A、0.85m B、1.31m C、1.40m D、1.55m2與IM-DD系統(tǒng)相比,下列哪個(gè)不是相干光通信的優(yōu)點(diǎn)_ A、可使用多種調(diào)制技術(shù) B、光接收機(jī)靈敏度高，中繼距離長 C、可充分利用光纖的低損耗波譜,增加通信容量 D、對(duì)光載波的相干性要求高3發(fā)展中的第四代光通信是指_ A、短波長光通信 B、長波長1.31m的多模光纖和單模

33、光纖通信系統(tǒng) C、長波長1.55m單模光纖通信 D、相干光通信4一張普通紙的厚度是0.003cm,與直徑為50m的圓柱光纖比較，前者是后者的_ A、0.06倍 B、0.6倍 C、6倍 D、60倍5在光纖通信三個(gè)窗口中,對(duì)于常規(guī)光纖，零色散窗口是_ A、0.85m B、1.31m C、1.40m D、1.55m 6數(shù)值孔徑NA是光纖的一個(gè)重要參數(shù)，下列哪些命題是錯(cuò)誤的_ A、NA越大,光纖的收光能力越大 B、NA越大,光纖的收光角越大 C、NA越大，光源與光纖的耦合效率越高 D、NA越大,多模光纖的模式色散越小7有關(guān)光纖的色散曲線，下列哪個(gè)命題是錯(cuò)誤的_ A、一個(gè)模式都有自己對(duì)應(yīng)的截止頻率 B、

34、光纖歸一化頻率越大,光纖中存在的模式越少 C、HE11模是唯一不能截止的模式 D、緊鄰HE11模的高階模是TE01、TM01、HE21模8某單模光纖損耗系數(shù)為0.3dB/km，入纖功率為3dBm，傳輸10km后，輸出功率為_ A、2.7dBm B、3dBm C、1.3dBm D、0dBm 9光纖的寬帶與傳輸碼流脈沖展寬之間的關(guān)系是：_ A、脈沖展寬越寬，光纖帶寬越寬 B、脈沖展寬越寬，光纖帶寬越窄 C、脈沖展寬與光纖帶寬沒有關(guān)系 D、光纖帶寬隨脈沖展寬增大先變大后變小10光纖線路富余度一般取值為_ A、0.5dB B、1dB C、1.5dB D、10dB 一選擇題（下列各題四個(gè)備選答案中只有一

35、個(gè)正確答案，請(qǐng)將其代號(hào)寫在題干前面的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共10分） 1光接收機(jī)靈敏度與傳輸距離的關(guān)系是_ A 光接收機(jī)靈敏度隨傳輸距離的增加而變高 B 傳輸距離增大，靈敏度先變低后變高 C 傳輸距離增大，靈敏度先變高后變低 D 光接收機(jī)靈敏度隨傳輸距離的增加而變低2 信號(hào)的碼率，光纖帶寬，傳輸距離三者的關(guān)系為_ A 傳輸距離主要受光纖帶寬的限制 B 碼率高到一定程度時(shí)，傳輸距離將急劇下降 C 三者無明確關(guān)系 D 以上都不對(duì)3在光時(shí)域儀測(cè)量光纖損耗的波形中，“初始脈沖”是由什么因素引起的_ A 沿光纖反向傳播受到光纖的損耗引起的 B 接頭處的光功率損耗引起的 C 光纖端面的菲涅爾反射引

36、起的 D 光纖缺陷或光纖斷裂引起的4下列哪個(gè)不是光纖色散的測(cè)量方法_ A、窄脈沖法 B、頻譜分析法 C、近場(chǎng)掃描法 D、掃描調(diào)制法5單模光纖中，在截止波長附近，不能激發(fā)的模式是_ A、 LP01 B、 LP11 C、 LP02 D、 LP12 6單模光纖中不存在的色散是_ A、模式色散 B、材料色散 C、波導(dǎo)色散 D、偏振模色散7下列哪些不屬于擴(kuò)大光纖通信容量的途徑_ A、多配置光纖 B、相干光通信，光孤子技術(shù) C 、DWDM D、改變光波波長8與IM-DD系統(tǒng)相比，相干光通信的優(yōu)點(diǎn)不包括_ A、可使用多種調(diào)制技術(shù) B、光接收機(jī)靈敏度高，中繼距離長 C、可充分利用光纖的低損耗波譜，增加通信容量

37、 D、對(duì)光載波的相干性要求高9全光網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是_ A、充分利用光纖巨大帶寬 B、避免光-電-光轉(zhuǎn)換帶來的經(jīng)濟(jì)性、可靠性問題 C、避免電子學(xué)瓶頸 D、以上都是10對(duì)光發(fā)射機(jī)，本征光源的穩(wěn)定度的范圍是_ A、小于10MHz B、大于5MHz C、小于100MHz D、大于100MHz二計(jì)算題 （要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果。共35分） 1某拋物線分布光纖，n1=1.5，=0.001，纖芯直徑2a=50m，當(dāng)用波長0=0.85m的光激勵(lì)時(shí)，試求：（共10分）（1）包層折射率n2=？（2）光纖的數(shù)值孔徑NA=？ 2一光信號(hào)在光纖中傳播了5000m，功率損耗了85%，該光纖的損耗為多少dB/km？（共5分）

38、 3.均勻光纖纖芯折射率n1=1.5，工作波長0=1.3m，芯徑2a=10m，若要保證單模傳輸，則對(duì)相對(duì)折射率差有何要求？（共8分） 4. 一石英光纖，其折射率分布如下： 縱向傳播常數(shù)與歸一化頻率如下圖所示，試計(jì)算：（1）該光纖的截止波長；（2）若該光纖工作波長為1?m，將支持哪些模式傳輸；在忽略模式相互間的作用和光纖總色散的情況下，試分析這些模式在光纖中傳輸時(shí)的先后次序。（12分） 一簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1簡(jiǎn)述光纖中包層存在的必要性。 2簡(jiǎn)述光纖中導(dǎo)模截止和遠(yuǎn)離截止條件的物理意義。 3應(yīng)用已有的光纖光學(xué)知識(shí)，提高光纖通信容量，應(yīng)如何完善光纖？ 4畫出偏振無關(guān)隔離器的結(jié)構(gòu)圖，并簡(jiǎn)述其

39、工作原理。二設(shè)計(jì)題（每小題10分，共20分） 1請(qǐng)用如下器件：980/1550nm的波分復(fù)用耦合器、2/8 Y型耦合器、光環(huán)形器、Bragg光纖光柵、980nm半導(dǎo)體激光器、一段摻鉺光纖，單模光纖若干米，分別構(gòu)成光纖放大器與激光器，畫出結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)單介紹工作原理。 2有一卷大約幾十公里長的光纖需要測(cè)量其長度，現(xiàn)有一段100米可以測(cè)試的光纖與需測(cè)量的光纖具有相同的參數(shù)，試設(shè)計(jì)三種測(cè)量方法用以測(cè)量光纖長度。 三計(jì)算題 (共30分) 1.某光纖出現(xiàn)故障，用OTDR儀表進(jìn)行測(cè)量。OTDR發(fā)射的周期性矩形脈沖的寬度10ns，測(cè)得光脈沖從光纖始端返回光纖始端的時(shí)間為3s，已知光纖纖芯折射率n1=1.5

40、，（1）問此光纖故障點(diǎn)距始端距離有多長？（2）該OTDR判斷故障點(diǎn)的誤差為多少？（3）若OTDR能測(cè)的損耗范圍為32dB,想用它測(cè)試78 km的光纜線路，光纜的衰減系數(shù)為0.3 dBkm，問OTDR能否看到末端的衰減曲線？2.某拋物線分布光纖，n1=1.5，=0.001，纖芯直徑2a=50m，當(dāng)用波長0=0.85m的光激勵(lì)時(shí)，試求： （1）光纖的最大數(shù)值孔徑；（2）光纖的截止波長；（3）基模的模場(chǎng)半徑；（4）模式總數(shù)。答案試卷一1.A 2.A 3.B 4.B 5.B 6.D 7.A 8.A 9.D 10.C 11.A 12.C 13.C 14.C 15.C 16.A 17.A 18.B 19.

41、B 20.D客觀題一1.D 2.ABD 3.D 4.D 5.B 6.A 7.B 8.C 9.A 10.ABCD客觀題二1.纖芯 2.包層 3.套層 4. 套層 5.遠(yuǎn)大于工作波長 6.大 7.模式色散 8.材料色散 9.波導(dǎo)色散 10.細(xì) 11.少 12. n2k0< 13. n1n2客觀題三1.A 2.A 3.B 4.B 5.B 6.D 7.A 8.A 9.D 10.C客觀題四1.A 2.C 3.C 4.C 5.C 6.A 7.A 8.B 9.B 10.D客觀題五1.C 2.D 3.D 4.B 5.B 6.D 7.B 8.D 9.B 10.A客觀題六1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.A 7.D 8.D 9.D 10.A主觀題一1、簡(jiǎn)述光有源器件與無源器件的定義？答：光有源器件：需要外加能源驅(qū)動(dòng)才能工作的器件；光無源器件：無需外加能源驅(qū)動(dòng)即能工作，通過本身的結(jié)構(gòu)特性即能實(shí)現(xiàn)某些光學(xué)功能的器件。2、某種光纖的截止波長為1.5um，請(qǐng)問當(dāng)入射波長為1.3um和1.65um時(shí)，光纖里傳輸?shù)氖菃文＿€是多模？答：入射波長為1.3um和1.65um時(shí)分