02-光器件-思考题及参考答案.doc

光器件作业及参考答案 1. 简述反映光纤连接器特性的主要参量； 答：反映光纤连接器特性的主要指标有4个，即：插入损耗、回波损耗、重复性和互换性；现分别简述如下： （1）插入损耗：插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。 （2）回波损耗：回波损耗又称为后向反射损耗。它是指光纤连接处，后向反射光对输入光的比率的分贝数。 （3）重复性：重复性是指光纤（缆）活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示。 （4）互换性：互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，用dB表示。 2. 简述反映光耦合器特性的主要参量； 答：反映光耦合器特性的主要参量有： (1) 耦合比（分光比）CR-是指定输出端光功率Poc和全部输出端光功率总和Pot的比值： 例如：对于标准X形耦合器，11或5050代表了同样的分光比，即输出为均分的器件。 (1)(2) 附加损耗Le-由散射、吸收和器件缺陷产生的损耗，是全部输入端的光功率总和Pit和全部输出端的光功率总和Pot的比值，用分贝表示： (1)(2)(3) 插入损耗Lt-是一个指定输入端光功率Pic和另一个指定输出端的光功率Poc的比值： (1)(2)(3)(4) 方向性DIR（隔离度）-是衡量器件定向传输性的参数，一个输入端的光功率Pic和由耦合器反射到其它端的光功率Pr的比值： (1)(2)(3)(4)(5) 均匀性-衡量均分器件的“不均匀程度”的参数。它定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量： 3. 简述反映波分复用器性能的主要参量； 答：反映波分复用器性能的主要参量有： (1) 插入损耗：DWDM器件的插入损耗（Insertion Loss）是指光信号通过器件时每个信道的光信号功率损耗。其表达式为： (1)(2) 信道隔离度和串扰：相邻（非相邻）信道隔离度是指一个信道信号渗漏到相邻两信道（其他非相邻信道）的平均功率。其表达式为： 对两相邻信道来讲，典型的隔离度要求是25dB；而非相邻信道隔离度往往要求35dB。(1)(2)(3) 中心波长和通带特性：中心波长是指各信道的中心波长；而通带特性是指波分复用器的各个信道的滤波特性。 (1)(2)(3)(4) 回波损耗：指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比。 (1)(2)(3)(4)(5) 反射系数：指在WDM器件的给定端口的反射光功率与入射光功率之比。 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 偏振相关损耗：指由于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。 4. 简述声光调制器的组成及工作原理； 答：声光调制器主要由 声光介质、电声换能器、驱动电源、吸声（或反射）装置、耦合介质等部分组成。 工作原理为：调制电信号通过换能器转换为超声波，使声光介质的折射率产生随时间交替变化，平行光通过它时，声致光衍射使出射光具有随时间周期变化的光程差，即调制光波。 5. 简述掺铒光纤放大器（EDFA）主要有哪些优缺点？画出三种主要泵浦形式下的EDFA基本结构，并指出相应的泵浦效率。 答：EDFA主要有以下优点： (1) 工作波长与光纤的低损耗波段一致； (2) 增益谱宽：可同时放大多路波长信号； (3) 增益高：在较宽的波段内提供较平坦的增益； (4) 高效率：相对泵浦光的能量转换效率高； (5) 输出功率大，对偏振不敏感； (6) 结构比较简单，与传输光纤易耦合。 EDFA的缺点： （1）产生ASE噪声，制约了可级联的放大器数量； （2）不便查找故障，泵浦源寿命不长； （3）存在输出功率控制和不同波长通道的增益均衡问题等。 EDFA有以下三种基本结构： ；表1 掺铒光纤放大器三种泵浦方式的性能比较 泵浦效率信号光输出功率泵浦光功率噪声 同