光纖通信期末復(fù)習(xí)提綱

1、光纖通信期末總復(fù)習(xí)一、總述題型：判斷（15% ）（1.5×10）+選擇（30%）（2.5×12）+簡(jiǎn)答計(jì)算（55%）（56題） 考試范圍（第一章第十章），重點(diǎn)第五章、第六章、第七章，第四章自學(xué)（不考） 要求：考試可以用中文答題，但是要熟悉英文專業(yè)術(shù)語(yǔ)（已經(jīng)將常用專業(yè)術(shù)語(yǔ)做了整理，可在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)下載）， 平時(shí)每次作業(yè)一定要會(huì)做，期末總成績(jī)=考試成績(jī)×60%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×20%+平時(shí)成績(jī)（討論+作業(yè)）×20%二、第一章 光纖通信系統(tǒng)1、光通信所用波長(zhǎng)（紅外、可見(jiàn)、紫外），2、dB，dBm計(jì)算，光通信系統(tǒng)功率預(yù)算 3、分清波長(zhǎng)，頻率，介質(zhì)中波長(zhǎng)，介質(zhì)

2、中的頻率 4、基本光通信系統(tǒng)構(gòu)成（框圖），各個(gè)模塊的功能 4、光子能量（以J為單位，eV為單位），會(huì)計(jì)算光線中的光子數(shù) 5、光纖（光纖通信）優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)三、光學(xué)概要 1、Snell定律：計(jì)算纖芯包層上臨界角，空氣和纖芯入射面入射光錐大小2、數(shù)值孔徑（NA）定義，意義 3、什么是光斑尺寸四、 波動(dòng)學(xué)基礎(chǔ) 1、與的換算 2、帶寬和譜寬的換算（頻率范圍和波長(zhǎng)范圍換算） 3、色散，材料色散，波導(dǎo)色散定義，展寬計(jì)算，單位長(zhǎng)度展寬計(jì)算Dispersion（色散）: Wavelength dependent propagation velocity. 傳輸速度隨波長(zhǎng)變化的特性稱為色散Material Disp

3、ersion（材料色散）: Dispersion caused by the material. Waveguide Dispersion（波導(dǎo)色散）: Dispersion caused by the structure of the waveguide. 4、光纖通信系統(tǒng)電帶寬與光帶寬關(guān)系 5、諧振腔（F-P腔），縱模概念 7、平面邊界上的反射，全反射臨界角計(jì)算 分界面上損耗計(jì)算 什么是消逝場(chǎng)？發(fā)生全反射時(shí)低折射率材料中仍然有光能量五、 光纖波導(dǎo) 1、相對(duì)折射率與數(shù)值孔徑：fractional refractive；NUMERICAL APERTURE 單模光纖的NA和多模光纖NA通常哪個(gè)

4、更大？光纖包層和纖芯折射率關(guān)系是怎樣的？ 2、光纖損耗 Losses may be classified as: Absorption Scattering： Rayleigh Scattering Geometric effects 目前光纖損耗水平大致是多少？在什么波長(zhǎng)？ 光纖三個(gè)透光窗口是什么，中心波長(zhǎng)分別是多少 3、歸一化頻率計(jì)算；V is called the normalized frequency or V parameter 歸一化頻率和光斑尺寸關(guān)系是什么？ 4、多模光纖模式數(shù)目計(jì)算 對(duì)于階躍折射率光纖，若V>10對(duì)于拋物線分布折射率光纖，若V>10 5、單模傳播條

5、件 6、多模光纖中的畸變 階躍折射率： 對(duì)于 GRIN 模式展寬近似表達(dá)式為: 可知多模階躍折射率光纖中模式畸變一般情形下遠(yuǎn)大于GRIN光纖這里大家需要記住的是模式失真不依賴于光源波長(zhǎng)或者光源線寬. 因此總的脈沖展寬:那么總的色散可計(jì)算如下由于色散導(dǎo)致的展寬和那幾個(gè)因素有關(guān)？L、D、 7、單模截止波長(zhǎng)那么截止波長(zhǎng) (小于截止波長(zhǎng)光纖將以多模形式傳輸) 為:8、普通光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)一般是非偏振的.六、光源和光放大器1、LED P-I特性的斜率計(jì)算. 禁帶寬度(能帶間隙 bandgap)與輻射波長(zhǎng)關(guān)系2、量子效率定義，計(jì)算。3、LED 模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制時(shí)偏置電流選擇，LED正常工作時(shí)偏置電壓選

6、擇4、LED帶寬（電帶寬）限制因素5、LED輻射圖形：面發(fā)射：朗伯光，半功率角120度 邊發(fā)射：120×306、激光器工作原理 LED滿足什么條件即可產(chǎn)生激光？（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、閾值條件，相位條件） 區(qū)分受激輻射與自發(fā)輻射基本概念Spontaneous emission stimulated emission，在激光器中，受激輻射，受激吸收、自發(fā)輻射都會(huì)發(fā)生，遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律7、P-I特性斜率 與量子效率8 F-P激光器縱模概念，激光器輸出縱模數(shù)計(jì)算，輸出光譜圖819820 821增益0.311 nml (nm)l (nm)腔諧振波長(zhǎng) Dlcl (nm)Dlc輸出頻譜9、LD模擬調(diào)制、

7、數(shù)字調(diào)制偏置電流的選擇，LD偏置電流的選擇10、溫度對(duì)LD工作特性（閾值電流、波長(zhǎng)、功率）的影響11、LD帶寬 f3-dB = 0.35/tr12、LD與LED區(qū)別 兩者誰(shuí)的工作速率更高？線寬、帶寬、發(fā)散角、調(diào)制特性、溫度特性，P-I特性工作原理13、光柵諧振波長(zhǎng)：14、鉺光纖能級(jí)圖，三能級(jí)系統(tǒng)描述EDFA放大原理15、EDFA優(yōu)點(diǎn)和EDFA工作波段16、拉曼放大器工作波段，優(yōu)點(diǎn)17、 噪聲指數(shù)定義，計(jì)算18 、 Amplifier placement in a fiber link.Launch AmplifierInline AmplifierPreamplifier19、光纖放大器和光纖

8、激光器區(qū)別七、光檢測(cè)器1、響應(yīng)度 Responsivity ，量子效率計(jì)算 光接收機(jī)檢測(cè)電流和光功率之間的關(guān)系2、什么是光檢測(cè)器截止波長(zhǎng),概念及產(chǎn)生的物理原因Silicon Photodiode Response 0.5 0.7 0.9 1.1 0.5l (mm)03、PIN、 APD 偏置電壓選擇以及 PN和PIN工作的速率區(qū)別4、暗電流：在沒(méi)有光功率存在情形下，反響偏置二極管內(nèi)也有一個(gè)微小反向電流 (通常稱為反向漏電流). 暗電流是由二極管內(nèi)自由電荷載流子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生. 小的入射光信號(hào)將被暗電流掩蓋. 為了減小誤碼率，必須使得信號(hào)電流遠(yuǎn)大于暗電流.5、檢測(cè)器帶寬限制因素 渡越時(shí)間：Trans

9、it time（渡越時(shí)間）: Time for free charges to move across the depletion region (the intrinsic layer in a pin photodiode). The speed of response is ultimately limited by the transit time.7、APD的響應(yīng)度（倍增因子），APD具有內(nèi)部增益8、靈敏度概念sensitivity ：利用APD可以提高接收機(jī)靈敏度八、耦合器和連接器1、活動(dòng)連接器的插入損耗大致數(shù)量級(jí)，光纖熔接損耗數(shù)量級(jí)？2、空氣-玻璃接口損耗大致為多少九、分布式網(wǎng)絡(luò)和光器件1、波分復(fù)用（WDM）概念及其優(yōu)點(diǎn) 2、光纖光柵復(fù)用器主要結(jié)構(gòu)工作原理3、定向耦合器參數(shù)定義 及計(jì)算InputP1P2P3P41234DCThroughput Loss（直通損耗） LTHP = - 10 log (P2 /P1 )Tap Loss（抽頭損耗）LTAP = - 10 log (P3 /P1 )Directionality（方向性系數(shù)）LD = - 10 log (P4 /P1 )Excess Loss（額外損耗）LE = - 10 log (P2 + P3) /P1 Splitting Ratio（分光比） SR= (P2 /P3 )4、光隔離器原理，作用偏振光的馬呂