光纤通信与信息处理技术复习资料.ppt

第1章 概论 光纤通信与信息处理技术 复习课 考试类型 一、填空题 二、问答题 三、 证明题 四、 计算题 五、 设计题 1、1880年，美国人（贝尔）发明了用光波作载波传送话音的“光电话”，成为现代光通信的雏形。 2、 1966年，英籍华人（高锟）指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径。 3、光纤通信是 光纤 为传输媒质。以 光 为载波的通信方式。 4、 光纤中的纤芯折射率必须大于包层折射率，单模光纤纤芯直径一般为 9到10 μm ，多模光纤纤芯直径一般为50μm至100μm，光纤包层直径一般为 。 5、 光纤的数值孔径NA的物理含义是（反映了光纤的聚光能力） 一、填空题 6、光纤主要的传输特性有损耗和色散。 8、常用光源LD是以 为基础发 光，LED以 为基础发 光。 9、光与物质作用时有自发辐射、受激吸收和受激辐射三个物理过程。 10、（半）导体光检测器主要有PIN光电二极管 和雪崩光电二极管两种，基本原理是通过 过程实现 。 11、无源器件主要有光连接器、光耦合器、光开关、光隔离器、光衰减器和光调制器、光开关等。 12、在光纤通信系统中，对光源的调制可分直接调制和间接调制两类。 13、光接收机中的噪声主要来源于 和 ，为抑制噪声，一般要求前置放大器应满足 、 和 的要求，目前常用的前置放大电路为 型。 14、光缆常用码型有 、 。电缆常用码型有 和 。 16． 1970年，光纤研制取得重大突破，美国康宁公司成功研制出了损耗为（ ）的石英光纤，同年光纤通信用的光源也取得了实质性进展。 17．光纤是由中心的（ ）和外围的（ ）同轴组成的圆柱体， 光能量主要在（ ）中传输。 18．半导体激光器在高速调制下，其瞬态特性会出现许多复杂现象，如（ ）、（ ）和自脉动现象。 19． 光有源器件与无源器件的本质区别是（ ）。 20．光纤数字传输系统的误码性能用（ ）来衡量。 21． 半导体激光器是光纤通信中的理想光源，其发光波长与光纤的（ ）一致，并且对半导体激光器可直接调制等。 二、问答题 1、光纤通信中常用的低损耗窗口有几个？其中心波长各为多少？ 2、光纤通信有哪些优点？ 3、简述单向传输光纤通信系统的基本组成。 4、 什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？ 5、什么叫光纤色散？试分析造成光脉冲展宽的原因？ 6、在半导体激光器P－I曲线中，哪一段范围对应于荧光，哪一段范围对应于激光？ 7、LED和LD的有哪些区别？ 8、什么是量子效率和响应度？耗尽区宽度对量子效率有何影响？ 9、光波分复用器与定向耦合器有何区别？ 10、光隔离器在光纤线路上作用是什么？ 11、什么是直接带隙材料？什么是间接带隙材料？什么是同质节？什么是异质节？ 12、简述半导体激光器发光的基本原理。 13．光纤通信中常用的低损耗窗口有几个？其中心波长各为多少？ 14．说明为什么光电二极管有一定的波长响应范围？ 15．什么是Pockel效应？什么是Kerr效应？ 二、问答题 2、（1） 容许频带很宽，传输容量很大。 （2）损耗小，中继长且误码率很小。 （3）重量轻，体积小。 （4） 抗电磁干扰性能好。 （5）泄漏小，保密性好。 （6）节约金属材料，有利于资源合理使用。3、信源、电发射机、光发射机、光接收机、电接收机  1 光功率 为的一个很窄的光脉冲，经过光纤传输后，输出光脉冲为: 为高斯波形，其中 为光脉冲的均方根值，试证明FWHW（全宽半高度）带宽为： 三、证明题 2 当向半导体激光器中输入电流脉冲时，在厚度为d的复合区内，注入的载流子对的浓度n随时间的变化遵循如下关系式： （a） 当电流密度在阈值 附近时，注入的载流子对浓度为 ，假设此时复合区内平均载流子寿命为 ，也就是说在稳态有 ，因此： 若输入强度为 的电流脉冲到未偏置的半导体激光器中，证明受激辐射开始的时延为: 在这里，假设