参考答案:
【问题1】
(1)纤芯 (2)包层(3)高(4)阶跃光纤(5)渐变型光纤(6)单模光纤(7)多模光纤【4,5可互换//6,7可互换】
【问题2】
(1)模式色散(2)色度色散(波长色散)(3)自相位调制(SPM)(4)交叉相位调制(XPM)(5)四波混频(FWM) 【3,4,5可互换】
【问题3】
(1)× (2)× (3)√(4)×
详细解析:
【问题1】本题考查的是光纤的结构和光纤的分类光纤的基本结构。光纤的中心是纤芯,纤芯外层是包层,纤芯的折射率高于包层的折射率,从而形成光波导效应,实现光信号的传输。按照光纤的折射分布来分,可分为阶跃光纤和渐变型光纤;按照传输模式数目来分,有单模光纤和多模光纤。光纤模式是满足边界条件的电磁场波动方程的解,即电磁场的稳态分布,每一种分布对应一种模式。
【问题2】本题考查的是光纤的传输特性,色散和非线性效应。
光纤色散是指不同频率,不同模式的电磁波以不同群速率在介质中传播的物理现象。色散导致光脉冲在传播过程中展宽,前后脉冲相互重叠,引起数字信号的码间干扰。
(1)模式色散。在多模光纤中,不同模式有不同的相位常数和不同的传播速率,从而导致光脉冲的展宽。这种仅由传播模式间相位常数的差异导致的色散效应,称为模式色散或模间色散;
(2)色度色散。光源发出的光脉冲不可能是单色光,这些不同频率成分的光信号在光纤中由于速率不同引起的光脉冲展宽的现象称为色度色散,也称为波长色散。波长色散又可以分为材料色散和波导色散。
单模光纤的非线性效应分为受激散射效应和非线性折射率效应。受激散射效应包括受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS),非线性折射率应包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和四波混频(FWM)。
【问题3】
(1)本题考查G.652光纤特性。G.652光纤属常规单模光纤,零色散波长在1310nm附近,最低损耗在1550nm附近。该题说法错误。
(2)本题考查数值孔径的概念。从空气中入射到光纤纤芯端面上的光线被光纤捕获称为束缚光线的最大入射角θc的正弦值,称为光纤的数值孔径(NA)。NA与纤芯和包层的折射率分布有关,而与光纤的直径无光。数值孔径反映/光纤捕捉光线能力的大小。NA越大,光纤捕捉光线的能力就越强,光纤与光源之间的耦合效率就越高。本题说法错误。
(3)本题考查光放大器的分类。光放大器包括光纤放大器和半导体放大器(SOA),主要特性包括增益、增益效率、增益波动、增益带宽和增益饱和以及噪声。SOA的基本工作原理类似于半导体激光器,为受激辐射。本题说法正确。
(4)本题考查插入损耗的基础知识。插入损耗是指由于光开关的使用导致光路上产生的能力损耗。本题说法错误。