光纤通信原理(浙江工业大学) 中国大学mooc慕课答案2024版 m61819

绪论 单元测验—绪论

1、 光纤通信指的是（）

A:以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；
B:以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；
C:以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；
D:以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式
答案: 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；

2、 世界上第一根低损耗光导纤维，由（）制造出来的？

A:美国康宁公司
B:美国电气电报公司
C:美国贝尔实验室
D:日本电气电报公司
答案: 美国康宁公司

3、 光信号在光纤中传输，强度减小说明光脉冲在光纤中传播发生了衰减，说明光纤有（ ）特性

A:损耗
B:色散
C:非线性
D:放大
答案: 损耗

4、 光接收机的核心是（ ）

A:激光器
B:调制器
C:光检测器
D:放大器
答案: 光检测器

5、 通常所讲的光波传输，其范围包括（ ）

A:红外线
B:可见光
C:紫外线
D:X射线
答案: 红外线;
可见光;
紫外线

6、 一个简单的光纤通信系统，至少包含哪些部分？（ ）

A:光发送端机
B:光纤光缆
C:光接收端机
D:终端设备
答案: 光发送端机;
光纤光缆;
光接收端机

7、 按照光信号的调制格式分，光纤通信系统可分为（ ）

A:直接调制系统
B:单模通信系统
C:间接调制系统
D:多模通信系统
答案: 直接调制系统;
间接调制系统

8、 石英光纤的三个常用低损耗窗口是（ ）

A:0.85μm
B:1.20μm
C:1.31μm
D:1.55μm
答案: 0.85μm;
1.31μm;
1.55μm

作业第二章 光纤的基本理论 第二章作业1

1、
评分规则:  评分要求：第一问3分，第二问3分，第三问4分，不写公式扣2分，结果不正确扣0.5分，单位不写扣0.5分

2、
评分规则:  公式正确2分，代入数值1分，计算结果正确2分，结论1分

3、
评分规则:  纤芯半径4分，数值孔径3分，入射角3分

4、
评分规则:  每问各4分，不写公式、数值代入和单位均扣分

第二章 光纤的基本理论 单元测验1-光纤的传输理论测验

1、 光纤为光导纤维的简称，它的典型结构是多层同轴圆柱体，其组成不包括（ ）

A:纤芯
B:加强芯
C:涂覆层
D:包层
答案: 加强芯

2、 要使光纤导光必须使( )

A:纤芯折射率小于包层折射率
B:纤芯折射率大于包层折射率
C:纤芯折射率是渐变的
D:纤芯折射率是均匀的
答案: 纤芯折射率大于包层折射率

3、 渐变型光纤中，不同入射角的光线会聚于同一点的现象称为何种效应？

A:自聚焦
B:自变抖
C:色散
D:驰张
答案: 自聚焦

4、 光纤相对折射指数差的定义为(    )

A:
B:
C:
D:
答案:

5、 从射线理论的观点看，在阶跃型光纤中，入射子午光纤形成导波的条件是：光线在光纤端面上的入射角必须满足的条件为（  )

A:
B:
C:
D:
答案:

6、 在阶跃型光纤中，当模式处于截止的临界状态时，其特性参数( )

A:W＝0
B:β＝0 
C:V=0
D:U=0
答案: W＝0

7、 关于光纤横向传播常数U,W和归一化频率V，下列说法错误的是（ )

A:U值反映了导模在纤芯中的驻波场横向振荡频率
B:W趋近于无穷时，对应于导模远离截止
C:归一化频率V的平方等于U的平方减去W的平方
D:W值反映了导模在包层中的消逝场的衰减速度
答案: 归一化频率V的平方等于U的平方减去W的平方

8、 已知V=8，则阶跃型光线中支持传输的模式总数近似为（ ）

A:32
B:16
C:8
D:4
答案: 32

9、 在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为()

A:.LP00
B:.LP01
C:.LP11
D:.LP10
答案: .LP01

10、 NA表示光纤接受和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强（ )

A:正确
B:错误
答案: 正确

11、 对于导波而言，纤芯中的解应该是振荡解（ ）

A:正确
B:错误
答案: 正确

12、 光纤的最大群时延差与相对折射率差成反比( )

A:正确
B:错误
答案: 错误

13、 对于导波而言，包层中的解应该是衰减解，可以用标准的贝塞尔方程来表示（ ）

A:正确
B:错误
答案: 错误

第二章 光纤的基本理论 单元测验2-光纤的传输特性与单模光纤

1、 对于多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过程中，不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称为（ ）

A:模式色散
B:材料色散
C:波导色散
D:色度色散
答案: 模式色散

2、 单模光纤中主要色散是（ ），多模光纤中主要色散是（）

A:色度色散、模式色散
B:色度色散  材料色散
C:材料色散、偏振模式色散
D:偏振模式色散、模式色散
答案: 色度色散、模式色散

3、 以下不属于光纤传输特性的是（ ）

A:损耗
B:色散
C:非线性
D:椭圆度
答案: 椭圆度

4、 波长变换是利用了哪种非线性？（ ）

A:受激散射
B:自相位调制
C:交叉相位调制
D:四波混频
答案: 四波混频

5、 光孤子的产生利用了那种非线性？（ ）

A:受激散射
B:自相位调制
C:交叉相位调制
D:四波混频
答案: 自相位调制

6、 光纤单模传输条件是归一化频率V应满足（）

A:V>2.405 
B:V<2.405 
C:V>3.832 
D:V<3.832 
答案: V<2.405 

7、 1310nm处色散为零的单模光纤是（ ）

A:G.652光纤
B:G.653光纤
C:G.654光纤
D:G.655光纤
答案: G.652光纤

8、 目前，光纤在（ ）nm处的损耗可以做到0.2dB／km左右，接近光纤损耗的理论极限值

A:1050
B:1310
C:850
D:1550
答案: 1550

9、 当信号入射光功率比较高时，需要考虑光纤的非线性特性。

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 色散位移光纤在1.55μm色散为零，不存在四波混频。

A:正确
B:错误
答案: 错误

11、 受激布里渊散射是一个高频光子变成了一个低频光子和一个光学声子。

A:正确
B:错误
答案: 错误

12、 非零色散位移光纤削减了四波混频效应，同时具有较低色散，所以特别适合于DWDM系统的传输

A:正确
B:错误
答案: 正确

作业第二章 光纤的基本理论 第二章 作业2

1、 光纤的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响？
评分规则:  损耗和色散对通信系统的影响各3分。

2、 一段12km长的光缆线路，光纤损耗为1.5dB/km，若接收端的接收光功率为,求发射端的发送光功率；若光纤的损耗为2.5dB/km，问所需输入的功率为多少？
评分规则:  每一个问题4分，公式错误扣2分，计算错误扣1分，中间过程没有扣1分

3、 用20km长的光纤传输瞬时脉冲，信号波长处的色散系数为10ps/km.nm,光源的谱宽为0.02nm，求光纤输出端的脉冲宽度？若光源的谱宽为1nm，问输出脉冲有何变化？
评分规则:  每各问题4分

第三章 光源和光发射机 第三章 测验1（光源）

1、 激光是通过什么机理产生的？（）

A:受激吸收
B:受激辐射
C:自发辐射
D:自发吸收
答案: 受激辐射

2、 当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于（ ）状态。

A:全反射
B:粒子数反转
C:自发辐射
D:受激吸收
答案: 粒子数反转

3、 发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）

A:受激吸收
B:受激辐射
C:自发辐射
D:自发吸收
答案: 自发辐射

4、 在LD结构组成中，可以实现粒子数反转分布的部件是（）

A:有源区
B:光反馈装置
C:频率选择元件
D:光波导
答案: 有源区

5、 下列哪个结构最有利于提高激光器的增益效率（）

A:同质结结构
B:异质结结构
C:双异质结结构
D:以上都不对
答案: 双异质结结构

6、 随着激光器温度的上升,其输出光功率会（ )

A:减少
B:增加
C:保持不变
D:先增加再减小
答案: 减少

7、 随着激光器温度的上升，阈值电流（ ）

A:减少
B:增加
C:保持不变
D:先增加再减小
答案: 增加

8、 随着激光器温度的升高，外微分量子效率( )

A:减小
B:增加
C:保持不变
D:先增加再下降
答案: 减小

9、 下列哪项不是LED的工作原理（ ）

A:载流子复合而发光
B:P区和N区的多数载流子向对方扩散
C:大量质子向N区扩散
D:正向偏置电压时势垒下降
答案: 大量质子向N区扩散

10、 和传统的FP激光器相比，量子阱激光器具备哪些优点（）

A:阈值电流低
B:波长可调谐
C:频率啁啾低
D:调制速率高
答案: 阈值电流低;
波长可调谐;
频率啁啾低;
调制速率高

11、 发射长波长波段的光源，通常选择（）和（）材料

A:GaAs
B:GaAlAs
C:InGaAsP
D:InP
答案: InGaAsP;
InP

12、 激光器纵模有哪些性质（）

A:随着注入电流的增加，纵模数量减少
B:随着PN结温度升高，峰值波长向短波长移动
C:随着PN结温度升高，峰值波长向长波长移动
D:随着注入电流的增加，纵模数量增加
答案: 随着注入电流的增加，纵模数量减少;
随着PN结温度升高，峰值波长向长波长移动

13、 自发辐射光是一种相干荧光，即是单一频率、相位和偏振方向相同的光

A:正确
B:错误
答案: 错误

14、 F-P激光器在垂直于PN结方向采用单异质结结构（）

A:正确
B:错误
答案: 错误

15、 F-P激光器在平行于PN结方向上，如果整个PN结面积上均有电流通过，则称其为宽面结构

A:正确
B:错误
答案: 正确

16、 条型结构的F-P激光器相比于宽面结构，其阈值电流更低，是商用FP首选方案

A:正确
B:错误
答案: 正确

作业第三章 光源和光发射机 第三章 作业

1、 光与物质间的作用有哪三种基本过程？它们各自的特点是什么？
评分规则:  三种基本过程各1分，每个特点各2分

2、 激光器激射的条件是什么？这些条件导致了激光器的哪些性质？
评分规则:  两个必要条件各2分，有关的性质各2分

3、 在光发送机中，为什么要设置ATC电路和APC电路？
评分规则:  原因各4分

4、 半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs材料的Eg=1.43eV，某一InGaAsP材料的Eg=0.96eV，求它们的发射波长。(eV是能量单位，表示一个电子在1伏特电压差下所具有的能量)
评分规则:  每个4分，公式正确2分，过程1分，结果1分

5、 一半导体激光器，谐振腔长L=300μm，工作物质的损耗系数α=1mm-1，谐振腔两端镜面的反射率R1R2=0.33×0.33，求激光器的阈值增益系统γth。若后镜面的反射率提高到R2=1，求阈值时的增益以及阈值电流的变化。
评分规则:  每个4分，公式2分，代入数值和计算2分，最后结论2分

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