哈工大光纤通信答案--第6章答案.doc

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1、第6章答案1.答：使用最大是两种类型的光电检测器：PIN光电二极管和雪崩光电二极管。PIN光电二极管主要应用于短距离、小容量的光纤通信系统；雪崩光电二极管主要应用于长距离、大容量的光纤通信系统2.答：在外加反向电压状态下工作，原因如下：当PN结加反向电压时，由于外加电场的电压和空间电荷区的自建场的方向相同，使总的势垒增加，于是空间电荷区的载流子基本耗尽，称为耗尽区。当入射光照射到PN结上、且光子能量hv大于半导体材料的禁带宽度Eg时，价带上的电子可以吸收光子而跃迁到导带，结果产生一对电子—空穴对。如果这对电子—空穴对产生于耗尽区内，那么它就在外电场的作用下形

2、成光电流。4.答：光入射到光敏面，会在耗尽区和耗尽区附近产生受激吸收现象，从而产生电子空穴对，在外加电场作用下，在闭合电路中产生电流。6.答：当光照射到雪崩二极管的光敏面上时，由于受激吸收而在器件内产生出一次电子空穴对。在外加电场作用下，一次电子空穴对运动到高场区，经过反复的碰撞电离过程而形成雪崩倍增现象，从而产生出大量的二次电子空穴对。在外加电场的作用下，一次电子空穴对和二次电子空穴对一起运动到电极。当外部电路闭合时，就会在外部电路中有电流流过，从而完成光电变换过程。7.答：响应度在一定波长的光照射下，光电检测器的平均输出电流与入射的平均光功率之比称为响应

3、度(或响应率)。量子效率定义为通过结区的载流子数与入射的光子数之比。响应度是器件的宏观灵敏特性，量子效率是器件的微观灵敏特性。这两个参数之间有一个换算公式：8.答：主要由体内暗电流和表面暗电流组成。PINPD的暗电流主要指表面暗电流；APD的暗电流主要指体内暗电流；APD的暗电流要大于PINPD的暗电流；9.答：系统具有最大信噪比时对应的倍增因子即是最佳倍增因子。从下面的图形可发现：小于最佳倍增因子时，信号曲线斜率大于噪声曲线斜率，而大于最佳倍增因子后，情况相反。12.答：实用的直接功率检测光接收机直接从接收的光信号中恢复调制信号；Ø前置放大器的主要作用是低

4、噪声接收；Ø功率放大器的主要作用是将信号幅度放大到适合再生的电信号；Ø均衡滤波器的作用是低通滤波和消除信号波形间的码间串扰；Ø再生器的作用是将接收到的信号恢复成标准数字信号；ØAGC电路的作用是稳定光接收机输出的信号幅度；Ø高压变换器的作用是为APD提供合适电压，同时调整平均倍增因子，以便进一步稳定光接收机的输出信号幅度。13.答：不同的光纤系统，光接收机指标也不同，但所有系统均有光接收机灵敏度和光接收机动态范围两个指标。光接收机灵敏度是指在一定误码率或信噪比(有时还要加上信号波形失真量)条件下光接收机需要接收的最小平均光功率(有时也称为平均最小输入光功率)

5、。光接收机动态范围是指在一定误码率或信噪比(有时还要加上信号波形失真量)条件下光接收机允许的光信号平均功率的变化范围。17.答：光接收机的灵敏度极限也称为理想光接收机的灵敏度。由于这种光接收机完全是理想的：光电检测器暗电流为零，放大器无噪声，系统的带宽无限大。理想光接收机灵敏度仅受到光检测器量子噪声的影响，所以又称为理想光接收机的量子极限。18.答：(1)输入和输出信号波形；(2)非理想的均衡滤波；(3)直流光和背景光；(4)判决阈值；