光纖光學(xué)自測(cè)題-資料下載頁(yè)
2025-06-07 16:27本頁(yè)面
【正文】 分，共25分）1．簡(jiǎn)述等效階躍型光纖近似的基本思想。為什么要采用這種等效方法以及這種方法使用中需要合適選擇的參數(shù)是哪些？2．從模式耦合理論出發(fā)簡(jiǎn)述長(zhǎng)周期光纖光柵與短周期光纖光柵的工作原理以及應(yīng)用場(chǎng)合。這兩種光纖光柵的工作波長(zhǎng)和哪些參數(shù)相關(guān)？3．什么叫做模場(chǎng)的“穩(wěn)態(tài)分布”？簡(jiǎn)述擾模器、濾模器以及包層模剝除器的各自工作原理及用途。4．簡(jiǎn)述光纖損耗測(cè)量的三種方法，并進(jìn)行對(duì)比分析。5．色散的物理意義是什么？簡(jiǎn)述光纖中存在的三種色散的機(jī)理。參考答案三．作圖題（共7分）畫出光環(huán)形器的2端口到3端口的工作原理圖，并解釋。參考答案四．計(jì)算題（1，2，3題每題10分，第4題8分，共38分）1．光纖的色散曲線如下圖所示，已知某階躍折射率光纖的纖芯/包層折射率為n1/n2=，纖芯直徑為2a=22μm，波長(zhǎng)為λ=。（1）計(jì)算對(duì)應(yīng)該波長(zhǎng)的歸一化頻率V；（2）請(qǐng)問(wèn)該波長(zhǎng)的光能在此光纖中激勵(lì)幾個(gè)線偏振模式？（3）列出這些線偏振模式及相應(yīng)精確模式的名稱。2．已知待測(cè)光纖由a, b兩段光纖依次連接構(gòu)成，a段光纖色散值17ps/nm/km，b段光纖色散值85ps/nm/km，如OTDR發(fā)射的周期性矩形脈沖的寬度2ns，測(cè)得光脈沖從光纖始端返回光纖始端的時(shí)間為300μs并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)脈寬變化，已知光纖纖芯折射率n1=，求a段和b段光纖的長(zhǎng)度。b段光纖單位長(zhǎng)度損耗是a段光纖的3倍。OTDR能測(cè)到發(fā)射光強(qiáng)千分之一大小的返回光能量，那么a、b段光纖的單位長(zhǎng)度損耗分別為多少？3. 有一P/4節(jié)距自聚焦透鏡，其折射率分布遵從平方律分布。，透鏡半徑為300μm。另一階躍型折射率分布光纖置于透鏡端面，其芯徑2a=8μm，，求該輸出光束在端面的束斑大小和光束發(fā)散角，并說(shuō)明輸出光束的性質(zhì)。4. 如下圖所示為X－型光纖耦合器，+F06Dm。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(zhǎng)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？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30分）1．將光限制在有包層的光纖纖芯中的作用原理是：______A 折射B 在包層折射邊界上的全反射C 芯包層界面上的全反射D 光纖塑料涂覆層的反射2．下列現(xiàn)象不是光纖色散造成的是：_______A 光散射出光纖側(cè)面B 隨距離的增加，信號(hào)脈沖不斷展寬C 隨距離的增加，信號(hào)脈沖收縮變窄D 碼間干擾3．在下列因素中，不是引起光纖傳輸衰減的原因?yàn)椋篲______A 光纖彎曲B 波導(dǎo)色散C 光纖接頭D 雜質(zhì)吸收4．下面窗口中不屬于三大通信窗口的是________A B C D 5．隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖的損耗被不斷降低，但是它的降低卻存在著極限，產(chǎn)生這個(gè)極限的主要原因是：______A 彎曲損耗B OH根吸收C 過(guò)渡金屬離子吸收D 瑞利散射6．色散位移光纖的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)改變那種色散，從而達(dá)到移動(dòng)零色散點(diǎn)的目的：______A 模式色散B 材料色散C 波導(dǎo)色散D 偏振模色散7．已知V=10，則階躍型光纖中支持傳輸?shù)哪Ｊ娇倲?shù)近似為：______A 20B 10C 11D 508．主模式號(hào)為13的模群中所含的模式總數(shù)為：_______A 13B 24C 30D 149．：________A 損耗不同B C D 支持的模式數(shù)目不同10．下面論述正確的是：______A 光纖包層的損耗比纖芯高B 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)目越多C 分析光纖的傳輸特性只能采用波動(dòng)光學(xué)理論D 光纖的數(shù)值孔徑越大，其傳輸帶寬越大11．某一光纖的截止波長(zhǎng)為1530nm ，則下列波長(zhǎng)在該光纖中傳輸時(shí)是單模傳輸?shù)氖牵篲_____A 1310nmB 1450nmC 1550nmD 1565nm12．走離效應(yīng)的出現(xiàn)主要同下列那種效應(yīng)相關(guān)：_______A 損耗B 材料色散C 非線性效應(yīng)D 波導(dǎo)色散13．關(guān)于OTDR的描述，不正確的是：_______A 可以用來(lái)做光纖端面的判斷、色散的測(cè)量B 可以用來(lái)做斷點(diǎn)的檢測(cè)、長(zhǎng)度的測(cè)量C 它的工作原理是基于背向散射D 測(cè)量曲線中初始位置和末端的凸起是由于端面的菲涅爾反射引起的14．光纖熔接時(shí)，哪些因素會(huì)對(duì)熔接后的功率代價(jià)產(chǎn)生影響________A 兩根光纖端面的潔凈度B 兩根光纖端面的間隔C 兩根光纖的軸向?qū)?zhǔn)情況D 光纖端面間的角度15．在光鏈路中，會(huì)引入傳輸損耗的是______A 光纖的彎折B 光纖的熔接C 光纖裸露在雪層中D 光纖通過(guò)了鹽堿地二．簡(jiǎn)答題 （回答要點(diǎn)，并簡(jiǎn)明扼要作解釋。每小題5分，共30分）1．弱導(dǎo)光纖中組成線偏振模式存在的條件以及理論依據(jù)是什么？2．列出普通石英玻璃光纖的三個(gè)低損耗傳輸窗口，哪個(gè)傳輸窗口的損耗最小？哪個(gè)傳輸窗口的損耗最大？3．說(shuō)明從麥克斯韋方程到波導(dǎo)場(chǎng)方程的三次分離變量的依據(jù)。4．為什么階躍折射率光纖被稱為反射型光纖，而漸變折射率光纖被稱為折射型光纖？5．給出有源器件和無(wú)源器件的定義。各自列舉兩種常見(jiàn)的具體器件名稱并分別簡(jiǎn)介其功能和工作原理。參考答案三．作圖題（每小題5分，共10分）1. 在下圖中標(biāo)注漸變折射率分布光纖纖芯半徑大小，泄露光線存在時(shí)外散焦面半徑最大值及內(nèi)散焦面半徑最小值，最后再用陰影區(qū)域表示約束光線存在的最大范圍。2. 畫出偏振無(wú)關(guān)光隔離器的工作原理圖。參考答案四．計(jì)算題（要求寫出主要計(jì)算步驟及結(jié)果。每小題10分，共30分）1．已知一階躍折射率光纖，對(duì)1550nm波長(zhǎng)的光，，請(qǐng)計(jì)算在1550nm處的歸一化頻率V？并計(jì)算該光纖的截止波長(zhǎng)？2．已知一光纖長(zhǎng)30公里，輸入光功率為2mW，那么輸出光功率為多少？，該光信號(hào)還能在這種光纖中傳輸多少距離？3. 如下圖所示為一X型光纖耦合器，從Input1和Input2兩端輸入相同波長(zhǎng)的光信號(hào)，Lc為耦合長(zhǎng)度(最短耦合周期)，求：（1）L=Lc時(shí)，若從Intput1和Input2端分別注入光功率為0dBm及3dBm，則從OutPut1和Output2端輸出光功率分別為多少？（2）L=Lc/3時(shí)，若從Intput1和Input2端分別注入光功率為0dBm及3dBm，則從OutPut1和Output2端輸出光功率分別為多少？
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