《光纤通信》第2章作业答案

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1、第2章光纤一、填空1．被誉为世界光纤之父的是，于2009年获得诺贝尔物理学奖。被誉为中国光纤之父的是。答案：高锟，赵梓森。3．光纤由和构成。答案：纤芯，包层。4．多模纤芯外径一般为或，包层外径一般为，防护层外径一般为。头发的直径大概，光波长量级为。单模光纤纤芯外径一般为。答案：50um,62.5um,125um,250um,60um,1um,10um。5．光纤的制造工艺主要包括哪三步、和。答案：原料提纯，预制棒熔炼，拉丝及涂覆。6．光纤预制棒的熔炼分为管内和管外两种，管内有和，管外有和。答案：MCVD,PCVD,VAD,OVD。7．光缆的结构主要包括：、

2、和。答案：缆芯，加强元件，护层。9．渐变光纤折射率分别表示式中，当g=1时，为分布，当g=2时，为分布，当g=∞时，为分布。答案：抛物线，三角，阶跃。10．从光在光纤中传输的光路判断，（a）是光纤，（b）是光纤。（选择阶跃或渐变）答案：阶跃，渐变。11．光纤的模的实质是。答案：满足边界条件的电磁场波动方程的解。12．当多模光纤的归一化频率相等时，折射率三角分布的光纤模式数目是阶跃光纤的倍。答案：1/3。13．单模光纤如果不是圆柱形对称，基模分解的两个相互正交的线性偏振模传播常数不同，导致了光脉冲的展宽，称这一现象叫。答案：偏振模色散。14．为了保证光纤中

3、只能存在一个模式，归一化频率应该满足。答案：。15．多模光纤中的色散是色散，单模光纤中的色散是色散。答案：模间，波长。17．色散位移型光纤工作波长为，非零色散型光纤工作波长为，常规型单模光纤工作波长为，截止波长位移型工作波长为。答案：1.55μm，1.55μm，1.31μm，1.55μm。18．当光线中光功率较低时，光纤的折射率一直为常数；当光功率升高后，折射率随光强度的调制而发生变化。非线性折射率波动效应可分为三类：、和。答案：自相位调制，交叉相位调制，四波混频。19．在光强度调制系统中，当光信号与声波（或光纤材料中的振荡分子）相互作用时，会引起散射光

4、，并能把能量向更长的波长转移。非线性受激散射可分为：和。4答案：受激布里渊散射和受激拉曼散射。二、判断1．制造石英系光纤时，在石英钟掺入折射率低于石英的掺杂剂，就可以制作光纤的纤芯。（）答案：错误。掺杂剂折射率应该是高于石英。2．多模光纤常用波动光学分析，单模光纤常用几何光学分析。（）答案：错误。分析方法刚好相反。3．光纤的数值孔径与纤芯和包层的折射率分布有关，而与光纤的直径无关。（）答案：正确。4．数值孔径表征了光纤的集光能力，差别越大，越大，光纤的集光能力越强。（）5．对于多模光纤，控制折射率分布可以减小模式数目。（）答案：正确。6模间色散的最大时延

5、可以超过比特周期的1/2三、选择1．ITU-T建议（）为色散位移型光纤，（）为非零色散型光纤，（）为常规型单模光纤，（）为截止波长位移型。（）A．G.652，G.653，G.654，G.655；B．G.653，G.652，G.654，G.655；C．G.652，G.653，G.655，G.654，；D．G.652，G.654，G.653，G.655。答案：A2．光纤预制棒熔炼时，下列关于氧气的作用说法错误的是（）A．高温下发生氧化还原反应B．载气C．水解反应答案：C3．石英光纤的掺杂说法错误的是（）A．基质是B．纤芯掺杂二氧化锗、五氧化二磷C．包层掺杂三

6、氧化二硼、氟D．纤芯折射率小于的杂质答案：D4关于相对折射率差说法正确的是（）A．越小，模式越多B．越大，损耗越大C．多模小于单模D．越大越好答案：B三、问答1．什么是模间色散、波长色散？答：在多模光纤中，光能量首先被分配到光纤中所存在的模式上去，然后由不同的模携带能量向前传输。由于不同模的传播路径不同，因此达到目的地时，不同模之间存在时延差，这就叫模间色散；激光发出的光脉冲不可能是理想的单色光，且调制过的光波也存在一定带宽，这些不同波长的光信号在光纤中传输时，由于速度的不同而引起光脉冲的展宽现象叫波长色散。2．什么是相速、群速？答：相速为与行波光场保持

7、固定相位的观察者前进的速度或等相位面（）前进的速度：；包络波行进的速度相应地称为群速，即。3．什么是色散位移光纤、色散补偿光纤？4答：减小纤芯向径可以使波导色散增加，增加波长可以使波导色散减小。于是可以通过减小纤芯向径将零色散波长移向，这种光线叫色散位移光纤。普通单模光纤的色散为正色散，典型值为1ps/(nm.km)。色散补偿光纤的色散符号与普通光纤的色散符号相反，即为负色散，这样DCF与普通单模光纤混合使用时，色散得到补偿。3．什么是光孤子通信？答：光孤子通信时利用光孤子作为载波的光纤通信。所谓光孤子，是指在大功率光脉冲输入光纤时产生非线性效应（光纤折

8、射率随大功率入射光强而变化的现象），从而导致光脉冲压缩。通过适当选择有关参数，并