光电子技术基础习题答案

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1、光电子技术基础习题答案导读：就爱阅读网友为您分享以下“光电子技术基础习题答案”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!由于是单模传播，故V?2.4052?a?02a?2n12?n2?2.4052.405?0??1n?n2122?1.836?m2?1.42?0.542⑵数值孔径N.A.?n12?n22?1.522nsi?nmax得N.A.?00.542?24.0501.33由于是单模传播，故V?2.405?max?arcsin2?a?02n12?n2?2.4052a?2.405?0??1n?n2122?1.836?m⒐波长1.55?m的光从空气中射入纤芯直径

2、8?m、纤芯折射率n1?1.458的单模阶跃折射率光纤中，求⑴若包层折射率n2?1.448，求其数值孔径与最大入射角。⑵包层折射率应在何范围内方能维持单模传输？⑶包层折射率为n2?1.453时的模式有效折射率。2?1.448?0.17⑴数值孔径N.A.?n12?n22?1.4582最大入射角由n0sin?max?0.17得?max?arcsin0.17?9.815085⑵由归一化频率V?2?aN.A.?0n2?1.450?8?10?61.55?10?621.4582?n2?2.405得出?(1?b)V2???kn?22⑶由归一化传播常量b?2和??k0n1?1?222?得出

3、2k0n1a?n1?n2k0n1?kn?22202220222neff?n20.5在弱导条件n1?n2??k0n1故有效折射率neff?n1?1.458⒑将50?W光功率注入到500m长的光纤中，若末端收到功率为38?W，则每公里光纤的损耗为多少dB/km？若光纤长5KM，则输出光功率为多少？光纤损耗??10Pi1050lg?lg?2.38dB/kmzPo0.538由2.38?10Pi50lg得2.38?2lg’5PoPoPo’?3.23?W??0.85?m，??0?40nm，⒒设计一个小型光纤通信系统，用LED光源，0多模光纤n1?1.5，d2n1dn110?25?1?3

4、.5?10m?3.5?10m2d???0.01，材料色散d?00，。?4P?5?10mW，光源功率P?1mW，光纤传输损耗为2dB/kmmin⑴85若探测器最小可探测功率（用dB表示的光纤损耗最大传输距离Lmax???10lg输出功率输入功率），输入输出耦合损耗共5dB,试求损耗限制的。Lmax⑵若采用阶跃折射率光纤，试计算由于材料色散与模间色散引起得脉冲展宽。若传输脉冲速率为10Mbit/s，求色散限制得最大传输距离。⑶若采用平方律折射率渐变光纤（??2），重复⑵得计算，并比较结果。⑴由题意：2?Lmax?L’max?101’Llgmax?16.5KM,又因为输入输出耦合

5、损失为5dB，’?4Lmax5?105?14km2⑵由材料色散引起的脉冲展宽1d2n1??n???0??0??3.4ns/kmcd?02由模间色散引起的脉冲展宽??m?d(k0n1)??N1dn?dn?????(n1?k01)??(n1??01)?41.5ns/kmcdk0ccdk0cd?0波导色散和材料色散相比小的多，故多模波导中光脉冲的总群延差为?????m???n＝38.1ns/km传输脉冲速率为10Mbit/s，相邻脉冲之间的时间间隔?t?10?7s＝105ns由色散所决定的最大的传输距离Lmax?⑶当采用平方率折射率渐变光纤时，由材料色散引起的脉冲展宽1d2n1?

6、?n???0??0??3.4ns/km2cd?0?t?2624.7km??由模间色散引起的脉冲展宽N1?2dn1?2??m???(n1??0)??0.2075ns/km85c2d?02c由色散所决定的最大的传输距离Lmax??t?481927.7km???，即小约两个数量级。采用渐变2若采用平方率渐变光纤，则脉冲展宽减小为阶跃光纤的多模光纤对于增大光纤传输带宽具有极其重要的意义。⒓试简单分析光纤通信与其他通信方式相比的优点和特点，并分析玻璃光纤的色散与吸收损耗，说明光纤通信使用的波长范围和使用的光源。光纤通信的光源具有比通常通讯用无线电波高得多的频率，因而能传递的信息容量是

7、无线电波的104倍；相干性好，因而易于信息加载；方向性强、发散角小，因而能传输较远的距离。光波导与光纤的损耗不断减小，为光信息传输提供了优良的传输介质，光传输还有易于保密、传输速度快等许多优点。光纤损耗分为吸收损耗，散射损耗和辐射损耗。吸收损耗当光波通过任何透明物质时，都要使组成这种物质的分子中不同振动状态之间和电子的能级之间发生跃迁。在发生这种能级跃迁时，物质吸收入射光的能量（其中一部分转换成热能储存在物质内）引起光的损耗。包括本征吸收损耗、杂质吸收损耗和原子缺陷损耗3种。85由于光纤制作工艺上的不完善，例如有微