“光纤技术及应用”作业.doc

“光纤技术及应用”作业1姓名 学号 序号 1叙述低通抽样定理2非均匀量化与均匀量化有何区别？采用非均匀量化的目的是什么？如何实现非均匀量化？3叙述A律13折线4单路话音信号的带宽为4kHz，对其进行PCM传输，求：(1)最低抽样频率；(2)抽样后按256级量化，求PCM系统的信息传输速率。5我国2M两种数字系列速率等级表。 “光纤技术及应用”作业21应用费马原理导出反射定律。2某一渐变型多模光纤纤芯折射率分布为，式中和为常数。用光线方程找出这种光纤中近轴光线的一般光路。3电磁场的波动方程-遵循的方程, 推导出亥姆霍兹方程-遵循的方程,。“光纤技术及应用”作业31何谓多模光纤？何谓单模光纤？2何谓光纤数值孔径NA，讨论NA有什么物理意义？3均匀光纤芯与包层的折射率分别为：n1=1.51，n2=1.40，试计算： (a) 光纤芯与包层的相对折射率差(b) 光纤的数值孔径NA和孔径角。(c）在10km长的光纤上，子午光线的光程差所引起的最大时延差max为多少。4光纤的相对折射率差的精确值，其近似值为。若光纤的n1=1.49，n2=1.48，试计算：（a）精确值（b）近似值（c）与之间的绝对误差和相对误差。“光纤技术及应用”作业41光纤的折射率分布公式为 _ ，公式中的g为 _ 。2在光纤传输的波动理论中，纤芯中的横向传播常数u=_ _，包层中的横向传播常数w=_ _，归一化频率V与u和w的关系为_ _。3一阶跃光纤，其纤芯折射率1.52，包层折射率1.49。试问：（a）光纤放置在空气中，光从空气入射到光纤输入端面的最大接收角是多少？（b）光纤浸在水中(1.33)，光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角是多少？3证明光纤纵向传输常数取值范围为 n2kn1k4在阶跃型光纤中，已知纤芯半径a=4m，纤芯折射率1.49，相对折射率差=0.0024，工作波长=1.31m，并且已求出导波归一化径向相位常数u=1.529。求：（1）归一化径向衰减常数w （2）轴向传输常数“光纤技术及应用”作业51. 一阶跃折射率光纤在1.31m波长上其归一化频率V=26.6，光纤上标有参62.5/125，该光纤在1.31m和1.55m波长上各支持多少种模式？2. 已知均匀光纤的n1=1.51，=0.01，工作波长0=0.85m, 当纤芯半径a=25m，此光纤中传输的导模数是多少？若要实现单模传输，纤芯半径应为多少？3. 已知阶跃型光纤的n1=1.5，=0.5%，0=1.3m, 若光纤中的导模数量N=2，试问至少纤芯半径为多大？4. 若要制造一石英纤芯的阶跃多模光纤，其归一化频率V=75, 数值孔径NA=0.30, 工作波长=0.85m, 如果n1=1.45, 试问：(a) 包层折射率为多少？(b) 纤芯半径应为多大？“光纤技术及应用”作业61. 何谓光纤截止波长，其用途如何？2. 一阶跃光纤当工作波长为=1.31m, 其归一化频率V=50。计算该光纤的理论截止波长。3. 一单模光纤，纤芯折射率 n1=1.47，包层折射率1.465, 纤芯半径a=4.5m，归一化频率V=2.40。求该光纤的模场直径。4. 假设光纤的纤芯折射率 n1=1.45, 相对折射率=0.002，试问：(a) 纤芯半径a=3m，工作波长在850nm, 此光纤为单模光纤还是多模光纤？(b) 纤芯半径a=5m，工作波长在850nm, 此光纤为单模光纤还是多模光纤？“光纤技术及应用”作业71. 何谓光纤衰减常数，其物理意义是什么？2. 什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？3. 某光纤在1300nm处的损耗为0.4dB/km， 1300nm波长的半导体激光器的发射光功率2mW，假设只有10%的光能量进入光纤，试问：这种光信号在光纤中传输20km后的功率为多少W？为多少dBm？4某光纤通信系统中光源平均发送光功率为-24dBm,光纤线路传输距离为20km，损耗系数为0.5dB/km, 试求接收端收到的光功率为多少？ 若接收机灵敏度为-40 dBm，试问该信号能否被正常接收？5. 、已知三次群光纤通信系统中，光纤损耗为1dB/km，线路共有5个平均每个接头损耗为0.2dB，光源入纤功率为3dB，接收机灵敏度为56dB,求最大中继距离是多少？（不考虑设备与线路富裕度）“光纤技术及应用”作业81己知LD发出的激光，其中心波长=1.31m,谱线宽度=0.002m,将其入射到单模光纤内，光纤在1.31m的材料色散系数是6ps/nmkm,问该单模光纤每公里产生的模内色散带宽是多少？2某光纤在1.55m的材料色散系数是8ps/nmkm,若使用谱宽=2nm的光源，试问：10km长时该光纤的材料色散时延差是多少？材料色散带宽是多少？3. 己知阶跃折射率多模光纤长为10km，NA=0.30, n1=1.45, 计算该光纤模间色散带宽。4. 为什么单模光纤需要定义模场直径这个参量？5. 一单模光纤，纤芯半径a=4.5m, 纤芯折射率n1=1.47, 包层折射率n2=1.465, V=2.40, 试求该光纤的模场直径。“光纤技术及应用”作业91. 利用GaAs半导体材料做成激光二极管，己知GaAs 的导带和价带的能级(焦耳)，试问：(1) 发出激光之波长是多少？(2) 用eV（电子伏特）作单位的等于多少？2. 试证明：带隙用eV（电子伏特）作单位时，与发光波长(m)之间的关间为： 3. 一个GaAs激光二极管发出红外光，其波长=850nm, 输出光功率P=5mW。试问：(1) 该红外光中单个光子的能量是多少？(2) 该激光二极管每秒钟发射多少个光子？4. 己知：