光纤通信复习作业的.docx

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光纤通信作业
第一章：光纤通信
1、光纤通信及系统的组成？ P1
答：光纤通信系统通常由电发射机，光发射机，光接收机，电接收机和由光纤构成的光缆
组成。
2、什么是光通信？
答：光纤通信是利用光导纤维传输光波信号照光纤材料分类，光纤可分为哪三类？
答：按照光纤材料分类可分为：石英光纤，石英纤芯塑料包层光纤，塑料光纤等
4、光纤制造必须经过哪 4个主要过程？
答：制棒一一拉丝与涂覆一一套塑一一成缆
5、按照折射率分布来分类，光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。单模光纤属于那种折射
率分布？
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答：单模光纤属于阶跃型光纤
6、什么是光纤的相对折射率指数差？对阶跃型光纤其相对折射率指数差表达式是什么? 对渐变型光纤其相对折射率指数差的表达式是什么？
答：纤芯的折射率 口和包层的折射率n2的相差程度可以用相对折射指数差 △来表示
2n"
阶跃型光纤：=上二忠
ni
渐变型光纤的相对折射率差A一般以光纤的光轴点的折射率 n( 0)和包层的折射率n( a)
2 2
n (0) -n (a)
的差别A来表不： △=———」
2n2 (0)
7、什么是弱导波光纤？什么是近轴光纤？为什么光纤必须是弱导波光纤？
相对折射指数差A很小的光纤称为弱导波光纤 /光纤的包层和纤芯的折射率差别极小
时，称弱导波光纤，阶跃型光纤也称为弱导波光纤。
8、什么是光纤的数值孔径？什么是光纤的本地数值孔径？对阶跃折射率分布的光纤其数值 孔径的表达式是什么？对渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径的表达式是什么？
数值孔径：表示光纤捕捉光射线的能力大小，用 NA表示。
阶跃折射率分布的光纤其数值孔径是常数， NA = Jn；-n； = n1 J元
本地数值孔径，就是指射入纤芯某点 r处的光线的数值孔径。表示该点捕
捉光射线的能力。
渐变折射率分布的光纤其本地数值孔径 NA(r) = Jn2(r)-n2(a)
9、什么叫子午射线？什么叫偏(斜)射线？(阶跃型光纤中光射线种类)
斜射线(偏射线)不经过光纤中心轴线的空间折线
子午射线：通过光纤中心轴线的平面 --子午面内的光射线
10、光纤的3个低损耗窗口分别是哪几个？什么叫光纤的微弯？微弯对光纤造成什么结果?
三个低损耗窗口：第一低损耗窗口短波长 ；
N m附近；
第三低损耗窗口长波长
光纤的微弯是指光纤成缆时由于涂覆材料而产生的随机性扭曲。
微弯引起的附加损耗一般很小，基本上观测不到。但是当温度低于 50七60七时，微
弯损耗加大。
11、什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？
单模光纤：光纤中只传输一种标量模 LR1的光纤单模光纤
多模光纤：传输两种以上标量模的光纤为多模光纤。
12、什么叫单模光纤的截止波长？模场直径？偏振特性？
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阶跃型单模光纤的单模工作条件是 0 < V < ,而光纤的单模工作条件是以第一次
高阶模（LP11）的截止频率给出的，而对应着归一化截止频率的波长称为截止波长， 用入c表
示。
2二，2 ： a ni
'c 二
模场直径：纤芯中场分布曲线最大值的 1/e处所对应的宽度
偏振特性：（单模光纤的双折射效应）光场沿光纤传输时，偏振状态不断发生变化
13、为什么单模光纤用模场直径作为其特征参数，而不用纤芯直径？
单模光纤传输的能量并非全部集中在纤芯中，而是有相当部分在包层中传播，因此光 纤的纤芯直经的概念在物理上已没有什么意义，应采用模场直径的概念。
14、分别写出矢量模和标量模的基模表达式和归一化截止频率。
基模表达式 归一化截止频率
矢量模
标量模
15、光纤的损耗主要有哪些？什么叫吸收损耗？吸收损耗有哪些？什么叫散射损耗？散射
损耗有哪些？为什么当温度很低时损耗随温度的降低而增加？什么叫全波光纤？主要做什么
光纤损耗大致可分为吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗。
吸收损耗：由于组成光纤的材料及其中的杂质对光波的吸收，使一部分光能转变为散 失的热能，从而造成光功率的损失。
吸收损耗包括：本征吸收损耗、 杂质吸收损耗、原子缺陷吸收损耗三部分。
散射损耗：光线在结构不均匀的光纤中传播时，将有部分光线在不均匀点变更其传播方 向造成光线的传播方向极为散乱，即为光纤的散射现象。发生散射后终端接收到的光能量减 小，这种光能量衰减现象即为光纤中的散射损耗。
散射损耗：线性散射损耗（瑞利散射损耗、波导散射损耗）非线性散射损耗
温度低时损耗随温度降低而增加，产生这种现象的原因是光纤的热胀冷缩。构成光纤的
石英材料（Sio2）的热膨胀系数