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叮叮小文库计算题1一阶跃折射率光纤,纤芯折射率n=1.5,相对折射率差=0.01,光纤长L=1km,纤芯半径a=25m。LP01,LP02模的归一化截止频率分别为0和3.832。求:(1)光纤的数值孔径; (2)子午光线的最大时延差; (3)若入射光波长=0.85m,问该光纤能否实现单模传输,若不能,则光纤中传输的模式数量为多少?a为多少时,该光纤可以实现单模传输。 (4)若该光纤分别与面发光二极管,半导体激光器()耦合,求直接耦合效率。 (5)计算LP01,LP02模的截止波长。解:(1) (2)(3) 不能实现单模传输 要实现单模传输须 (4)与面发光二极管的耦合效率 与激光器的耦合效率 (5)LP01模的截止波长LP02模的截止波长 因为Vc=3.832 2.某阶跃折射率光纤,其芯区折射率n1=1.46,芯半径a=4.5m,相对折射率差=0.25%。计算其截止波长并判断当工作波长分别为1.31m和0.85m时该光纤是单模还是多模工作?解:阶跃折射率光纤归一化截止频率Vc=2.405,由得 其截止波长 光纤是否单模工作,要由归一化频率同工作波长来决定。同一根光纤,工作波长较短时,可能是多模工作。当工作波长增长到一下范围时,可能变成单模光纤。当时光纤变成单模工作,因此,在光纤通信最常用的1.31m波长上,它是单模工作,若令其传输短波长0.85m,会失去单模特征。3工作波长=1.31m,折射率分布各向异性,使得,试求该单模光纤因偏振色散引起的每公里脉冲展宽值为多少?其拍长为多少?解:(1)脉冲展宽(2)拍长 4一半导体激光器谐振腔长L=300m,工作物质损耗系数=2mm-1,谐振腔前后镜面反射系数,光场的约束因子为1,求激光器的阈值增益系数gth;若后镜面镀高反射膜r2=1,求gth,当r2由0.33增到1时,激光器的阈值电流如何变化?解:根据: 当r2=1时,gth变小,故阈值电流下降。5试用功率预算法作损耗限制系统计算。已知:工作波长为0.85mm,传输码率20Mb/s,BER=,选用Si接收机,其接收灵敏度;选用LED作光源,耦合入多模光纤功率,设发送机和接收机各有一个活动连接器,每个损耗1dB,光纤损耗(包括熔接头损耗)为3.5dB/km,系统富余度为6 dB,试计算系统传输距离L?(7分)解:由系统功率预算建立方程: 得传输距离L6已知输入光脉冲及输出光脉冲的FWHM分别为6ns和10ns,光纤长度为50km。 (1)求该光纤的带宽。 (2)若用这种光纤只传输30km,带宽可增大多少?(光纤的带宽距离指数g=0.75) (3)若该光纤的损耗系数为-0.5dB/km,最初射入光纤的光功率为0.5mw,问传输50km之后,以w为单位的功率电平为多少?解:(1)(带宽) (2)(带宽一距离积) (3)因为损耗系数 7某APD光电检测器,工作波长为1.31m,量子效率为0.8,
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