光纖通信復(fù)習(xí)題精華(編輯修改稿)
2025-05-13 23:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的電子吸收入射光子的能量后被激勵躍遷到較高的能帶上，在半導(dǎo)體結(jié)上外加電場的作用下，在外電路上可以取出處于高能帶上的電子，使光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。而激光器的原理是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋＿@就是說他們的本質(zhì)區(qū)別。3. 自發(fā)輻射的光有什么特點？光波可以有不同的相位和不同的偏振方向，它們可以向各自方向傳播。4. 受激發(fā)射的光有什么特點？受激發(fā)射生成的光子與原入射光子一摸一樣，是指它們的頻率、相位、偏振方向及傳播方向都相同，它和入射光子是相干的。5. 如何才可能實現(xiàn)實現(xiàn)光放大？處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的介質(zhì)（叫激活介質(zhì)）可實現(xiàn)光放大。6. 說出產(chǎn)生激光的過程？激光的產(chǎn)生，必須有激光器，而激光器必須具備三個主要的組成部分?！〖幢患詈竽馨l(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)，也稱做激光工作物質(zhì)。諸如氖、氬、CO紅寶石及釹玻璃等。必須具備有亞穩(wěn)態(tài)能級性質(zhì)的物質(zhì)?！∧苁辜せ罱橘|(zhì)發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的能源，既稱為激勵裝置。如各種激光器所具備的電源。產(chǎn)生激光的過程可歸納為：激勵→激活介質(zhì)（即工作物質(zhì)）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；被激勵后的工作物質(zhì)中偶然發(fā)出的自發(fā)輻射→其它粒子的受激輻射→光子放大→光子振蕩及光子放大→激光產(chǎn)生。7. 激光器起振的閾值條件是什么？答:激光器起振的閾值條件是受激發(fā)射使腔內(nèi)獲得的光增益正好與腔內(nèi)損耗相抵消。8. 激光器起振的相位條件是什么？答:激光器起振的相位條件是諧振腔內(nèi)的前向和后向光波發(fā)生相干9. 光學(xué)諧振腔存在哪些損耗？諧振腔存在著損耗，如鏡面的反射損耗、工作物質(zhì)的吸收損耗和散射損耗等。10. 實際使用中為什么總是用熱電致冷器對激光器進行冷卻和溫度控制？答:激光器的閾值電流和輸出功率對溫度很敏感，所以在實際使用中總是用熱電致冷器對激光器進行冷卻和溫度控制。11. 半導(dǎo)體激光器的基本特性是什么？答:半導(dǎo)體激光器的基本特性有閾值特性、溫度特性和波長特性。12. 簡述DFB激光器的工作原理。答:DFB激光器的工作原理與FP腔LD的工作原理不同。FP腔的反射只發(fā)生在解理端面，在腔體的任一點，都是這些端面反射的左右行波的干涉；而DFB內(nèi)部具有一個對波長有選擇性的衍射光柵，從而使只有滿足布拉格波長條件的光波才能建立起振蕩。DFB激光器在腔內(nèi)的每一點都有反射，其腔體損耗與縱模有關(guān)。增益曲線首先和模式具有最小損耗的曲線接觸的模開始起振，并且變成主模。其它相鄰模式由于其損耗較大，不能達到閾值，因而也不會從自發(fā)輻射中建立起振蕩。這些邊模攜帶的功率通常占總發(fā)射功率的很小比例(1%)。13. 簡述耦合腔波長可調(diào)諧激光器的工作原理。耦合腔半導(dǎo)體激光器可以實現(xiàn)單縱模工作，這是靠把光耦合到一個外腔實現(xiàn)的。14. 簡述陣列SOA集成光柵腔體波長可調(diào)激光器的工作原理。其發(fā)射波長可以精確設(shè)置在指定位置 ，借助激活該器件的不同SOA，不同波長梳的任一波長均可發(fā)射，其波長間距可以精確地預(yù)先確定，除半絕緣電流阻擋外，僅使用標準的光刻掩埋技術(shù)和干、濕化學(xué)腐蝕技術(shù)。15. 簡述陣列波導(dǎo)光柵（AWG）PIC波長可調(diào)激光器的工作原理。基于馬赫曾德爾干涉儀的原理：多個相干單色光經(jīng)過不同的光程傳輸后的干涉理論。輸入光從第一個星型耦合腔輸入，該耦合器把光功率幾乎平均地分配到波導(dǎo)陣列輸入端中的每一個波導(dǎo)。16. 簡述VCSEL激光器的工作原理。腔體兩端的反射器是由電介質(zhì)鏡組成，即由厚度為的高低折射率層交錯組成。如果組成電介質(zhì)鏡的高低介質(zhì)層折射率、和、滿足該電介質(zhì)鏡就對波長產(chǎn)生很強的選擇性，從界面上反射的部分透射光相長干涉，使反射光增強。經(jīng)過幾層這樣的反射后，透射光強度將很小，而反射系數(shù)將達到1。因為這樣的介質(zhì)鏡就像一個折射率周期變化的光柵，所以該電介質(zhì)鏡本質(zhì)上是一個分布布拉格反射器。17. LED和LD的主要區(qū)別是什么？答:LED和LD的主要區(qū)別是， LED本質(zhì)上是非相干光源，它的發(fā)射光譜是半導(dǎo)體材料導(dǎo)帶和價帶的自發(fā)輻射譜線，所以譜線較寬；而LD是相干光源，它的譜線很窄。18. LED是閾值器件嗎？答:LED不是閾值器件, LD是閾值器件。第五章？答:光探測器的作用是利用光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。受激吸收? 因光照而引起物體電學(xué)特性的改變。？當耗盡區(qū)中的場強達到足夠高時，入射光產(chǎn)生的電子或空穴將不斷被加速而獲得很高的能量，這些高能量的電子和空穴在運動過程中與晶格碰撞，使晶體中的原子電離，激發(fā)出新的電子空穴對。這些碰撞電離產(chǎn)生的電子和空穴在場中也被加速，也可以電離其它的原子，重復(fù)著這一過程。經(jīng)過多次后電離，載流子迅速增加，形成雪崩倍增效應(yīng)?答:光接收機的作用是把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⒎糯?、整形、再生成原輸入信號。？比較它們的優(yōu)缺點。答:光纖通信中最常用的光電檢測器是PIN和APD。?答:PIN和APD探測器的主要區(qū)別是APD利用雪崩倍增效應(yīng)使光電流
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