2、当光纤芯径________________时，可将光波近似看成一根根光线，采用几何光学方法分析光波在光纤中的传播特性，光线总是向____________的区域弯曲。

3、多模光纤的色散主要有__________、__________、__________三种形式。

4、光纤中导模传播常数的取值范围为______________。弱导光纤的弱导条件为_____________，其导模LPlm(l >1)的精确模式为_____________、_____________。

5、光纤的数值孔径NA_______，其收光能力越强，同时也会造成多模光纤的_______色散增大，导致光纤的___________降低。

6、光信号在光纤中传输时的损耗主要来自_________、_________、_________、___________四个方面。

7、当光纤芯径________________时，不能采用几何光学方法近似而只能用波动光学方法分析光波在光纤中的传播特性，此时我们研究的对象是____________。

8、单模光纤的色散主要有__________、__________、__________三种形式。

9、导模场的分布特点是，在芯区为___________，而在包层则为_____________，此外导模场在空间各点应为_____________，在无限远处应_____________。

10、与光线理论相对应，光纤中传输的模式场可分为________、________、_______三类，其中与约束光线相对应的是_______。

选择题

（  ）1  光纤通信的三个工作窗口中，对于常规光纤，最低损耗窗口是：

A、0.85   B、1.31   C、1.55   D、1.40

（  ）2  有关G.652光纤，以下命题哪个是错误的：

A、工作在1310nm波长时，损耗是通信容量的主要因素；

B、工作在1550nm波长时，色散是通信容量的主要因素；

C、工作在1550nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要因素

D、工作在850nm波长时，损耗与色散均是通信容量的主要因素

（  ）3  通常将光纤通信划分为三个传输窗口，其主要原因是：

A、光纤的弯曲损耗；        B、OH—吸收损耗；   

C、过渡金属离子吸收；      D、瑞利散射损耗。

（  ）4  光纤的损耗是由许多不同因素造成的，其中不可能消除的因素是：

A、弯曲损耗；              B、OH—吸收；

C、过度金属离子吸收；      D、瑞利散射

（  ）5  某单模光纤损耗系数为0.3dB/km，入纤功率为2mW，传输10km后，输出功率为_______

        A、2.7dBm   B、-3dBm   C、1.3dBm   D、0dBm

（  ）6  下列光纤的色散，由小到大的排列次序为：

A、多模的GIOF、多模SIOF、单模光纤；    

B、多模SIOF、多模的GIOF、单模光纤；   

C、单模光纤、多模的GIOF、多模SIOF；

D、多模SIOF、单模光纤、多模的GIOF

（  ）7  光纤的带宽与传输码流脉冲展宽之间的关系为：

A、脉冲展宽越宽，光纤带宽越宽

B、脉冲展宽越宽，光纤带宽越窄；

C、脉冲展宽与光纤带宽关系不确定； 

D、光纤带宽随脉冲展宽增大而先变大后变小。

（  ）8  在光时域仪测量光纤损耗的波形中，“初始脉冲”是由下列哪种因素引起的：

         A、沿光纤反向传播受到光纤的损耗引起的；

         B、接头处的光功率损耗引起的；

         C、光纤端面的菲涅尔反射引起的；

         D、光纤缺陷或光纤断裂引起的。

（  ）9  标准单模光纤纤芯直径一般为： 

     A、10μm  B、10 nm  C、50 μm  D、100 nm

（  ）10  有关光纤光栅的命题，不正确的是： 

     A、光纤光栅的理论基础是模式耦合理论；

     B、长周期光纤光栅可应用于OADM（光分插复用）中；

     C、长周期光纤光栅可用作EDFA的增益均衡；

     D、Bragg光纤光栅可应用于光纤激光器中。

（  ）11  数值孔径NA是光纤的一个重要参数，下列命题错误的是：

A、NA越大，光纤的收光能力越大；

B、NA越大，光纤的收光角越大；

C、NA越大，光源与光纤的耦合效率越高；

D、NA越大，多模光纤的模式色散越小。

（  ）12  谱宽为4nm的光脉冲，在某单模光纤中传输50km后，脉冲在时域上展宽3000ps，该光纤总色散系数是多少？

A、60ps/nm.km dBm；    B、15ps/nm.km；  

C、750ps/nm.km；        D、60ps/nm.km。

（  ）13  有关光纤的色散曲线，下列错误的命题是：

A、每一个模式都有自自己对应的截止频率；

B、光纤归一化频率V越大，光纤中存在的模式越少；

C、HE11模是唯一不能截止的模式；

D、紧邻HE11模的高阶模是TE01、TM01、HE21模。

（  ）14  关于光纤连接损耗，以下错误的说法是：

A、光纤间的连接损耗与光的传输方向无关；

B、对于单模光纤，模场半径的不匹配是光纤损耗的主要因素；

C、通过充以折射率匹配液，可大大降低光纤端面间菲涅尔反射损耗； 

D、多模光纤的连接损耗可用几何光学进行分析计算。

（  ）15  在光纤的三个传输窗口中，对于常规单模光纤，色散可以消除是：

  A、0.85μm； B、1.31μm； C、1.48μm； D、1.55μm。

简答

1、简述光纤参数V、U、W的物理意义及相互关系。

2、简述模存在的条件、简并状态及包含的精确模式。

3、简述光纤光栅用作色散补偿器的工作原理。

4、根据你已有的知识，分析提高光纤通信容量的各种可能途径。

5、画出LP45模式的模斑图，并简要说明LPlm模的场分布图的分布规律。

6、简述光纤中包层存在的必要性。

7、简述光纤中导模截止和远离截止条件的物理意义。

证明及计算题 （要求写出主要推导过程及结果）

1、设R是光线弯曲的曲率半径，为光线的法向单位

矢量，证明：

2、某光纤出现故障，用OTDR仪表进行测量。OTDR发射的周期性矩形脉冲的宽度10ns，测得光脉冲从光纤始端返回光纤始端的时间为3s，已知光纤纤芯折射率，试问：

（1）此光纤故障点距始端距离有多长？

（2）该OTDR判断故障点的误差为多少？

（3）若OTDR能测的损耗范围为32dB,想用它测试78 km的光缆线路，光缆的损耗为0.3 dB／km，问OTDR能否看到末端的衰减曲线？

3、设计一测量光隔离器回波损耗的方案，列出所需器件、测量框图及结果表达式。

4、如下图所示，在10km长光纤的输入和输出端各接入一X形定向耦合器。在b点和d点测得的光功率分别为0.25mW、0.1mW，若两耦合器的性能完全相同，且端口a相对于端口b、端口c相对于端口d的分光比均为3:1，忽略各种连接损耗及耦合器插入损耗，求10km长光纤的损耗及光源的发射功率。

5、一石英光纤，其折射率分布如下：

   试计算：（1）该光纤的截止波长；（2）若该光纤工作波长为1m，将支持哪些模式传输；在忽略模式相互间的作用和光纤总色散的情况下，试分析这些模式在光纤中传输时的先后次序。

6、如下图所示为X型光纤耦合器，工作波长为1.55m。若仅由Input1端口注入光功率，从Output1和Output2端口输出的分别为注入光功率的75％和25％。耦合器的耦合系数为：，求：（1）在上述耦合分光比下，耦合器的最小耦合长度；（2）假设从Input1注入0dBm光功率，Input2输入-3dBm光功率时，分别从Output1和Output2输出多少光功率？

7、有一卷大约几十公里长的光纤需要测量其长度，现有一段100米可以测试的光纤与需测量的光纤具有相同的参数，试设计两种测量方法用以测量光纤长度，列出所需仪器及测量过程。下载本文