期末复习题 - 光通信器件及光端机部分

一、填空题

1、 目前，光纤通信普遍采用的光源器件是__________和____________。

2、 光和物质有三种作用形式，分别是____________、______________、____________， 3、 构成一个激光器必须具备的部件有：____________、_______________和____________。 4、 光电检测器的作用是________________________________________________________。 5、 ITU-T对光纤连接器的定义是_________________________________________________。 6、 光衰减器的作用是__________________________________________________________。 7、 光衰减器按其衰减量的变化方式不同分为___________________和_______________两

种。

8、 光隔离器的作用是___________________________。

9、 光耦合器的作用是___________________________________。 10、 如图所示的定向耦合器，从1端口输入的光功率为1mW，在4端口测得有1uW的

光功率输出，则该器件的隔离度为__________________。

11、 如上图所示的定向耦合器，若从1端口输入的光功率为1mW，从2、3端口输出的

光功率分别为450uW、450uW，则该耦合器的分光比为______________，该器件的插入损耗为_______________。 12、 光开关的作用是________________________________________________________。 13、 根据工作原理不同，光开关分为________________和___________________。 14、 光滤波器的作用是_____________________________________________________。 15、 光放大器的作用是__________________________________________，目前，光放大

器有_____________和________________两种。 16、 根据泵浦光源输出能量是否和输入的光信号能量以同一方向注入掺饵光纤，EDFA

分为_______________、________________和_________________三种结构方式。 17、 在光纤通信系统中，EDFA的作用主要有三种，分别是_________________、

__________________和__________________。 18、 在光纤通信系统中，对光端机的主要要求是________________、______________

以及__________________。 19、 对光源的调制方法主要有______________和__________________。 20、 若光接收机接收到的光功率为1uW，用毫瓦分贝（dBm）表示为________dBm。 21、 CMI码的变换规则是原码中的0码用_____________来代替，原码中的1码用

____________来代替。 22、 光端机中，光发送机的作用是____________________________________________，

光接收机的作用是__________________________________________________________。 23、 光中继器分为两类，分别是________________和_________________-。 二、选择题

1、 在光和物质的三种作用形式中，激光器产生激光的主要作用形式是___________，发光

二极管发光的主要作用形式是____________，光电检测器产生光电流的主要作用形式是__________。

A、受激辐射 B、自发辐射 C、受激吸收

2、下列对激光器的说法，错误的是：_______________ A、为非线性器件

B、发光原理以受激辐射为主 C、一般和多模光纤耦合 D、发光受温度的影响较大

3、下列对发光二极管的说法，错误的是___________ A、为非线性器件

B、一般用于中、低速短距离光纤通信系统中 C、发光原理为自发辐射

D、与光纤的耦合效率比较低

4、要构成一个激光振荡器，下列哪个部件不是必须的？ A、产生激光的工作物质（激活物质）

B、能够使工作物质处于粒子翻转分布状态的激励源（泵浦源） C、能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔 D、能使温度达到稳定的温度控制电路

5、下列关于PIN光电检测器和APD，说法错误的是___________ A、PIN光电检测器一般用于短距离、小容量的光纤通信系统 B、APD一般用于长距离、大容量的光纤通信系统 C、APD的暗电流比PIN光电二极管小得多 D、PIN光电二极管的倍增因子g值为1

6、光隔离器的作用是_____________，光耦合器的作用是_________________，光滤波器的作用是________

A、分路或合路光信号 B、保证光波只能正向传输

C、控制传输通路中光信号通或断

D、对输入光信号功率进行一定程度的衰减 E、只允许一定波长的光信号通过

7、下列对于直接调制与间接调制的说法，正确的是___________ A、对LD直接调制，必须在LD上加偏置电流 B、直接调制又称外调制

C、间接调制调制方法比较简单，损耗小，成本低

D、在使用光线路放大器的WDM系统中，一般采用直接调制 8、在选择光纤连接器时，下列说法错误的是：____________ A、插入损耗越小越好 B、回波损耗越小越好

C、每次互换后，插入损耗的变化量越小越好 D、插拔寿命越长越好

9、下列关于LD和LED的比较，正确的是__________ A、LD光谱的谱线宽度比LED宽得多 B、LD为无阈值器件，LED为有阈值器件 C、相对于LD，LED制造工艺简单，价格低廉

D、LD的温度特性比LED好得多，LED在工作时一般需要温度控制电路 10、下列对数字光发送机的描述，错误的是_____________ A、主要由输入电路和电/光转换电路两大部分组成

B、光发送机的平均发送光功率越大越好 C、消光比要尽可能大，但不是越大越好

D、必须将HDB3码和CMI码转换成NRZ码，才能适合光发送机的要求 三、判断题

1、 光的衍射现象说明光具有粒子性。（ ） 2、 光的反射现象说明光具有粒子性。（ ） 3、 光既有波动性，又有粒子性。（ ） 4、 电子的能级是不连续的。（ ） 5、 电子离原子核越远，能量越小。（ ）

6、 电子从高能级跃迁到低能级时，会以光子的形式释放能量。（ ）

7、 如果光子的能量小于禁带宽度，则无论入射光有多强，光电效应也不会发生。（ ） 8、 半导体光源要正常发光，其PN结必须正向偏置。（ ） 9、 光电检测器要正常工作，其PN结必须正向偏置。（ ） 10、 只要给LD的谐振腔注入正向电流，LD就会发出激光。（ ） 11、 LD的温度特性比LED好。（ ） 12、 光隔离器指只允许一定波长的光波通过的器件。（ ） 13、 对光耦合器来说，隔离度越小越好。（ ） 14、 光中继器能同时完成光放大和波形的整形等功能。（ ） 15、 光纤活动连接器可对光纤进行永久性的连接。（ ） 四、简答题

1、 简述半导体激光器光学谐振腔的结构和产生激光的过程。 2、 比较半导体激光器和半导体发光二极管的优缺点。 3、 简述光电检测器的工作原理。 4、 简述APD的雪崩倍增效应。 5、 说明EDFA进行光放大的原理。 6、 什么是粒子数翻转分布？

7、 光和物质的相互作用过程有哪些？试作图说明。 8、 光电检测过程中都有哪些噪声？ 五、分析计算题

1、GaAs半导体激光器谐振腔长L=500um，增益介质单位长度的损耗系数?=10/cm，当腔内未加涂敷时，其端面反射系数R1=R2=0.3，当端面加以涂敷后R1=0.8，R2=0.9，试计算在上述两种情况下增益介质单位长度的增益系数γ的最小值。

1.3um波长的 LED，当驱动电流为50mA时，产生2mW的输出光功率，计算注入电荷产生光子的效率。

计算一个波长为1um的光子的能量。

如果激光器在λ=0.5um上工作，输出1W的连续功率，试计算每秒钟从激活物质的高能级跃迁到低能级的粒子数。 太阳向地球辐射电磁波，，设其平均波长λ=0.7um，射到地球外面大气层的光强大约为I=0.14W/cm2,如果恰好在大气层外放一个太阳能电池，试计算每秒钟到达太阳能电池上每平方米板上的光子数。

一个GaAs PIN光电二极管平均每三个入射光子产生一个电子-空穴对。假设所有的电子都被收集，那么

试计算该器件的量子效率；

当在0.8um波段，接收功率是0.1uW时，计算平均输出光电流；

计算该光电二极管的截止频率及截止波长。

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