1、光纖通信系統(tǒng)第一章所謂光纖通信， 就是用光作為信息的載體、以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。通信系統(tǒng)的容量通常用比特率距離積BL表示， B 為比特率,L 為中繼間距。三種低損耗窗 850nm、3dB/km；1310nm、0.4dB/km；1550nm、0.2dB/km4、 PDH和SDH各表示什么？其速率等級標準是什么？答： PDH表示準同步數(shù)字序列，即在低端基群采用同步，高次群復用采用異步；示同步數(shù)字序列。PDH速率等級標準：SDH表SDH速率等級標準：STM-1： 155.520Mbit/sSTM-4： 622.080 Mbit/sSTM-16： 2.5 Gbit/STM-64： 10 G

2、bit/s3、 光纖通信有哪些優(yōu)點？答： 1、頻帶寬，通信容量大2、損耗低，中繼距離長3、抗電磁干擾4、無串音干擾，保密性好5、光纖線徑細、重量輕、柔軟6、光纖的原材料資源豐富，用光纖可節(jié)約金屬材料7、光纖具有耐腐蝕力強、抗核幅射、能源消耗小等優(yōu)點。、圖示光纖通信系統(tǒng)，解釋系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。答：光纖通信系統(tǒng)由光發(fā)送機、 光纖光纜與光接收機等基本單元組成。 系統(tǒng)中包含一些互連與光信號處理部件，如光纖連接器、隔離器、調(diào)制器、濾波器、光開關(guān)及路由器等。在長距離系統(tǒng)中還設置有中繼器( 混合或全光 ) 。精選文庫光纖由哪幾部分構(gòu)成？從橫截面上看由三部分構(gòu)成：纖芯、包層、涂敷層；2、光纖中的纖芯折射率與包層折

3、射率的關(guān)系？單模光纖和多模光纖中中兩者的芯經(jīng)一般分別為多少？答：纖芯折射率大于包層折射率；單模光纖纖芯直徑： 2a=8m m，包層直徑： 2b=125m；多模光纖纖芯直徑： 2a=50m，包層直徑： 2b=125m。3、根據(jù)芯、包折射率分布及模式傳播情況，指出有哪些典型形式光纖？答：按照折射率：折射率在纖芯與包層介面突變的光纖稱為階躍光纖； 折射率在纖芯內(nèi)按某種規(guī)律逐漸降低的光纖稱為漸變光纖。按照傳輸模式：單模光纖和多模光纖。5、數(shù)值孔徑 NA 的物理意義？表達式是什么？答：光纖的數(shù)值孔徑NA, 它的含義是反映光纖對光信號的集光能力（接收能力），NA 值越大，對光信號集光（接收）能力越強。NA

4、 sin Cn0 sin0n1 sin(900c )Q n01sin 0n1 coscn11sin2cn11n22n12n1n12n222n2n12n12或 n1 2NAn12n22或n12-2精選文庫6、什么是光纖的自聚焦？產(chǎn)生在何種類型光纖里？產(chǎn)生自聚焦的條件？答：若折射率分布合適， 可以使以不同角度入射的全部光射線以相同的軸向速度，同時到達光纖軸上的某點，即所有光射線都具有相同的空間周期 L，這種現(xiàn)象稱為自聚焦，具有自聚焦特性的光纖稱為自聚焦光纖；梯自聚焦 - 以不同角度入射的光射線以相同的軸向速度， 具有相同的空間周期 L ，這種光纖稱為自聚焦光纖。產(chǎn)生在漸變（梯度）型光纖中；當折射率

5、分布按平方率分布（即雙曲正割變化），可形成自聚焦特性。第二章7、階躍光纖的纖芯和包層折射率分別為n11.46 和 n2 1.45，試計算：(a)相對芯包折射率差；(b)若該光纖的端面外為空氣(n0=1)，計算允許的最大入射角0 及數(shù)值孔徑NA ；(c)若該光纖浸于水中 (n0=1.33)，計算 0 及 NA 的大小。解：n12n22(a)2n120.00683(b)0arcsin(n12n22) 9.80 (Q n 1)n00NA n0 sin01sin 9.800.17(c)0arcsin(n12n22)7.40 (Q n0 1.33)n0NAn0 sin01.33sin 7.400.17-

6、3精選文庫8、有一 SI 型多模光纖的芯徑為50m，芯包折射率分別為nl=1.465 和 n2=1.46。計算與光纖軸線夾角最大的那條子午射線，在 1m 的傳輸距離上共要反射多少次?解：2.21、導模的傳播常數(shù)應滿足什么條件？k0n2k0n1答：2、歸一化頻率 V 與什么參量有關(guān)？其值與導模數(shù)的關(guān)系？答由式（ 2.2.21 ），與自由空間波數(shù)、芯經(jīng)、波長、折射率和相對折射率差有關(guān)。V 2(k0 a)2 ( n21 n2 2 )v2v2MM423、什么是單模光纖？實現(xiàn)單模傳輸?shù)臈l件是什么？答：單模光纖是在給定的工作波長上，只傳輸單一基模的光纖。當階躍光纖的歸一化頻率V 2.405時，實現(xiàn)單模傳輸

7、。2.4什么是光纖色散？光纖色散包括哪些？零色散點所處的波長在那兒？決定什么因素？a）光纖的色散是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘枺S傳輸距離增加，由于不同成分的光傳輸時延不同引起的脈沖展寬的物理效應。b）材料色散（模內(nèi)） 、波導色散（模內(nèi)） 、模式（模間）色散、偏振色散。d）在 1310nm處，決定因素是材料色散和波導色散。-4精選文庫全色散為兩種色散的近似相加，即DDmat + D Wps/(nm.km)全色散為零的波長約在1.31m。2.51、什么叫光纖損耗？寫出損耗的表達式。光纖損耗有哪幾種？造成光纖損耗的原因是什么？答：當光在光纖中傳輸時，隨著傳輸距離的增加，光功率逐漸減小，這種現(xiàn)象即稱為光纖的

8、損耗。損耗一般用損耗系數(shù)表示。(dB / km)10 lg PoutPin光纖損耗有：吸收損耗、散射損耗和輻射損耗。損耗產(chǎn)生的主要原因是光纖材料的吸收、 散射作用和光纖在使用過程中由于連接、彎曲而導致附加光功率損失。光纖的衰減機理主要有 3 種，即光能量的吸收損耗、 散射損耗和輻射損耗。吸收損耗與光纖材料有關(guān)；散射損耗則與光纖材料及光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)；輻射損耗是由光纖幾何形狀的微觀和宏觀擾動引起的。2.72、光纖有那些類型？ G.652、G.653、G.654、 G.655 光纖各表示什么？答： G.652 光纖（ SSF）：常規(guī)單模光纖， 色散為零的波長約在1310 nm ，1550 nm

9、具有更低的損耗；G.653 光纖 (DSF)：色散位移光纖，將零色散波長從1.3m移到 1.55 mm ，這種低損耗、低色散的光纖，無疑對長距離大容量光纖通信來說是十分有利的。-5精選文庫G.654 光纖 (CSF)：截止波長位移光纖，設計的出發(fā)點進一步降低1550nm處的衰減，而零色散波長仍為1310nm。G.655 光纖 (NZ-DSF)：非零色散位移光纖， 將零色散波長移至1550 nm附近，目地是應用 DWDM，克服非線性產(chǎn)物四波混頻（FWM）。1、按照成纜結(jié)構(gòu)方式不同可分為哪幾種光纜？答：層絞式、骨架式、帶狀式、束管式2、光纖光纜制造的主要流程是什么？答：制棒 - 拉絲 - 涂敷 -

10、 成纜光纖預制棒制作方式：用氣相沉積法（MCVD)制造一根具有所需折射率分布的預制棒。典型的預制棒長1m，直徑 2cm，包含具有合適相對尺寸的纖芯和包層。3.12、比較發(fā)光二極管與半導體激光器，指出各自特點？答：發(fā)光二極管特點：以自發(fā)輻射為基礎，發(fā)普通熒光，發(fā)散角大，是無閾值的器件，發(fā)射功率一般為微瓦級。半導體激光器特點：以受激輻射為基礎，發(fā)相干（激）光，是有閾值的器件（電流大于閾值點，發(fā)射線性激光；小于閾值點為自發(fā)輻射光） ，發(fā)射功率一般為毫瓦級。1、光和物質(zhì)的相互作用是什么？答：受激輻射、自發(fā)輻射、受激吸收1、半導體激光器產(chǎn)生激光輸出的基本條件是哪些？答：半導體激光器產(chǎn)生激光輸出的基本條件

11、是：形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)；提供光反饋；滿足激光振蕩的閾值條件。3.21、用于光纖通信的發(fā)光二極管有哪幾類？特點是什么？答： LED 的基本結(jié)構(gòu)可分為兩類：面發(fā)光LED 和邊發(fā)光 LED。面發(fā)光 LED ：稱為布魯斯 (Burrus)型 LED ，這種 LED 發(fā)射面積限制在一個小區(qū)域，小區(qū)域的橫向尺寸與光纖纖芯直徑接近。面發(fā)光管輸出功率較大， 一般-6精選文庫注入電流 100mA 時可達幾毫瓦，但光發(fā)散角大，其水平發(fā)散角120，垂直發(fā)散角 120，光束呈朗伯分布，與光纖耦合效率很低。邊發(fā)光LED ：采用條形半導體激光器的設計方案，其發(fā)散光束不同于面發(fā)光 LED ，它在垂直于結(jié)平面方向的發(fā)散角僅為 3

12、0，所以邊發(fā)光 LED 的輸出耦合效率比面發(fā)光 LED 高，調(diào)制帶寬亦較大，可達約 200MHz 。2、 制張弛振蕩、減小電光延遲時間的簡單方法是什么？答： 把 LD 預偏置在 I th 附近時，是減小t d，縮短載流子壽命sp ，有利于提高調(diào)制速率的簡單方法。所以，無論是從減弱張弛振蕩， 還是從縮短電光延遲時間來提高調(diào)制性能， LD都需要預偏置在閾值附近。3.4LD的 Ith隨著工作溫度的提高， P-I 特性曲線向右移動， 這時閾值電流增大，斜率減小。外量子效率 (總效率 )調(diào)制特性3.5光發(fā)送機作用：將輸入的電信號加載到光源的發(fā)射光束上變成光信號，送入光纖。信息由 LED或 LD發(fā)出的光波

13、所攜帶，光波就是載波。把信息加載到光波上的過程就是調(diào)制。調(diào)制方式：將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕姆绞酵ǔＳ袃煞N：直接調(diào)制和間接調(diào)制。-7精選文庫直接調(diào)制技術(shù)具有簡單、 經(jīng)濟和容易實現(xiàn)等優(yōu)點， 由于光源的輸出光功率基本上與注入電流成正比， 因此調(diào)制電流變化轉(zhuǎn)換為光頻調(diào)制是一種線性調(diào)制。1、光驅(qū)動電路的基本結(jié)構(gòu)是什么？特點是什么？答：光驅(qū)動電路由調(diào)制電路和控制電路組成，即提供恒定的偏置電流和調(diào)制信號，采用伺服回路保持平均光功率恒定不變。分為 LED、LD 光驅(qū)動電路兩類。 數(shù)字電路通常由差分對管組成差分電流開關(guān)電路，特點是速度快，電路易于調(diào)整，若用 LD 管還需提供預偏電路。模擬電路由單管或多管構(gòu)成，由于

14、對線性要求較高，需要復雜的補償電路。2、APC與 ATC電路起何作用？答：為了克服溫度及老化造成的輸出功率的下降，在驅(qū)動電路中要采取穩(wěn)定補償措施，這就是自動功率控制(APC)和自動溫度控制 (ATC)。ATC控制利用 LD 組件內(nèi)的半導體致冷器及熱敏電阻進行反饋控制即可恒定 LD 芯片的溫度。APC可通過兩條途徑來實現(xiàn)，一是自動跟蹤Ith的變化，使LD偏置在最佳狀態(tài)；二是控制調(diào)制脈沖電流幅度Im，自動跟蹤d （外量子效率）的變化。由于一般d隨溫度的變化不是非常大，因此簡單的辦法是通過檢測直流光功率控制偏置電流，也能收到較好的效果。光源與光纖耦合效率的主要因素：-8精選文庫 光源的發(fā)散角發(fā)散角大

15、，耦合效率低。 光纖的數(shù)值孔徑 (NA)NA大，耦合效率高。 光源發(fā)光面、光纖端面尺寸、 形狀及二者間間距也都直接影響耦合效率。針對不同的因素，通常采用兩類方法來實現(xiàn)光源與光纖的耦合，即直接耦合法： 直接耦合法：是將光纖端面直接對準光源發(fā)光面，當發(fā)光面大于纖芯面積時，這是一種有效的方法。透鏡耦合法： 透鏡耦合法：當光源發(fā)光面積小于纖芯面積時，可在光源與光纖之間放置聚焦透鏡， 使更多的發(fā)散光線會聚進入光纖來提高耦合效率。4.1光接收機作用是：將光信號轉(zhuǎn)換回電信號，恢復光載波所攜帶的原信號。光接收機主要由3 部分電路組成，分別為由光電二極管和前置放大器構(gòu)成的接收機前端，由主放大器和均衡濾波器構(gòu)成的

16、線性通道及由判決器和時鐘恢復電路構(gòu)成的再生電路。光電檢測器 ( 光電二極管或雪崩光電二極管) 對光信號解調(diào)，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光電檢測器的輸出電流信號很小，必須由低噪聲前置放大器進行放大。-9精選文庫光電檢測器和前置放大器構(gòu)成光接收機前端，其性能是決定接收靈敏度的主要因素。響應度和量子效率關(guān)系1、光纖通信系統(tǒng)用的光檢測器是怎樣偏置外加工作電壓的？答：反向偏置。足夠大的反向偏置電壓， 目的是使本征區(qū)中的載流子完全耗盡，形成高電場耗盡區(qū)。使入射到檢測器上的光子能量高速度、高效率轉(zhuǎn)換成光生電子。 APD 管加上更高反向電壓，可以形成雪崩倍增增益。2、比較 PIN 光電檢測器與 APD光電檢測器，

17、各自有那些特點？答：（1）PIN 光電二極管沒有倍增，使用簡單，工作偏壓低 (5-10V) ，不需要任何控制。在較大光功率注入下， PIN 接收機噪聲性能要比APD接收機噪聲性能（信噪x比降低 G 倍）優(yōu)越。（2）APD 具有很高的內(nèi)部倍增因子（通過合理設計，可以使 APD工作在最佳倍增狀態(tài)），這樣接收靈敏度比 PIN 光檢測器高。但由于 APD需要較高的工作偏壓 （200V）以及其倍增特性受溫度的影響較嚴重因此使用起來也比較復雜， 需要 AGC電路對 APD的工作偏壓進行精細控制， 在要求較高的數(shù)字光接收機中，還必須對 APD采取溫度補償措施。在較小光功率注入下， APD接收機噪聲性能（信噪

18、比提高 G2 倍）要比 PIN 接收機噪聲性能優(yōu)越。4.41、光接收機的靈敏度是怎樣定義的？答：光接收機的靈敏度是描述其準確檢測光信號能力的一種性能指標。光接收機的靈敏度定義為接收機工作于某一誤碼率（ BER）條件下所要求的最小平均接收光功率。-10精選文庫2、誤碼率如何定義？通常標準要求是多少？答：數(shù)字光接收機的誤碼率 (BER)定義為接收機判決電路錯誤確定一個比特的概率， 110-6 的 BER相應于每百萬比特中平均有一個錯碼。對數(shù)字光接收機通常使用的標準要求 BER10-9 ，這是通常實際光波系統(tǒng)的系統(tǒng)規(guī)范。4、引起光接收機靈敏度惡化因素是那些？答： 1、消光比引起的靈敏度惡化2、強度噪

19、聲引起的靈敏度惡化3、取樣時間抖動引起的靈敏度惡化4.5光中繼器原理圖5.1光放大器的原理光放大器是基于受激輻射或受激散射原理實現(xiàn)入射光信號放大的一種器件，其機制與激光器完全相同。實際上，光放大器在結(jié)構(gòu)上是一個沒有反饋或反饋較小的激光器。1、光放大器有哪幾種類？應用最為普遍的是哪一種？答：半導體光放大器 (SOA)光纖放大器（摻稀土元素）非線性光纖放大器（光纖喇曼放大器FRA）最常用的是摻鉺光纖放大器2、摻鉺光纖放大器（ EDFA）有哪些優(yōu)點？-11精選文庫答：其優(yōu)點為：高增益、高功率、寬帶寬、低噪聲、低串音、低插損等優(yōu)良特性。3、EDFA光放大器主要應用方式？答：主要做為發(fā)送機功率提升放大器

20、、光接收機前置放大器和替代3R光電電光中繼器的光中繼放大器。4、摻鉺光纖放大器（ EDFA）的關(guān)鍵技術(shù)是什么？答：是摻鉺光纖和泵鋪源技術(shù)光放大器在光波系統(tǒng)中的 4 種基本應用1）將光放大器作為在線放大器代替光電光混合中繼器，當光纖色散和放大器自發(fā)輻射噪聲累積尚未使系統(tǒng)性能惡化到不能工作時，這種代替是完全可行的， 特別是對多信道光波系統(tǒng)更具誘惑力，可以節(jié)約大量的設備投資。2）將光放大器接在光發(fā)送機后以提高光發(fā)送機的發(fā)送功率，增加傳輸距離，這種放大器稱為功率放大器。3）將光放大器接在光接收機前，以提高接收功率和信噪比，增加通信距離，這種放大器稱為前置放大器。4）將光放大器用于補償局域網(wǎng)中的分配損耗

21、，以增大網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)。還可以將光放大器用于光子交換系統(tǒng)等多種場合，這種放大器亦稱為功率放大器。放大器的特性主要由摻雜元素決定，而不是由起主介質(zhì)作用的石英光纖決定。圖 5.11 摻鉺光纖放大器的基本結(jié)構(gòu)-12精選文庫前向或正向泵結(jié)構(gòu) EDFA；(b) 后向或反向泵結(jié)構(gòu) EDFA；(c) 雙向泵結(jié)構(gòu) EDFA。泵浦光由半導體激光器（ LD）提供，與被放大信號光一起通過光耦合器或波分復用耦合器注入摻鉺光纖（ EDF）。光隔離器用于隔離反饋光信號，提高穩(wěn)定性。光濾波器用于濾除放大過程中產(chǎn)生的噪聲。為了提高 EDFA的輸出功率，泵浦激光亦可從 EDF的末端（放大器輸出端）注入，或輸入輸出端同時注入，分別如

22、圖 5.11(a) 、圖5.11(b) 、圖 5.11(c) 所示。這 3 種結(jié)構(gòu)的 EDFA分別稱為前向泵、后向泵和雙向泵摻鉺光纖放大器。6.11、無源器件主要有哪幾種？答：光纖連接器、光纖衰減器、光隔離器、光纖耦合器、自聚焦透鏡（濾波器、分路器、復用器） 、光調(diào)制器及光開關(guān)等。光無源器件有很多種類， 主要有光纖連接器、 光纖耦合器、光濾波器、光隔離器、波分復用 / 解復用器、光開關(guān)、光衰減器、光環(huán)形器、偏振選擇與控制器等。光纖固定接頭方法：熔接法，V 形槽法，套管法。2、衰減器的作用是什么？光連接器的作用是什么？-13精選文庫答：光衰減器的作用是對光功率進行衰減。光連接器的作用是實現(xiàn)光纖與

23、光纖之間可拆卸的連接。光纖連接器的作用是實現(xiàn)系統(tǒng)中設備之間、 設備與儀表之間、 設備與光纖之間及光纖與光纖之間的活動連接， 以便于系統(tǒng)的接續(xù)、 測試和維護。3、光隔離器在光纖線路上作用是什么？答：光隔離器在光纖線路上作用是隔離反射光返回器件，避免其對正向光形成干擾。構(gòu)造 NN多星形耦合器：采用多個 22 星形耦合器級聯(lián)的方法構(gòu)成NN星形耦合器。8.12、系統(tǒng)在什么條件下受色散限制？此時決定的因素是什么？答：當系統(tǒng)的損耗足夠小，傳輸碼速高時，傳輸距離主要受光纖色散等的限制。即在光纖損耗較低， 碼速較高時，對傳輸距離的限制往往主要來自色散造成的系統(tǒng)上升時間的限制，這種系統(tǒng)稱為色散限制系統(tǒng)。1、簡述

24、光纖通信系統(tǒng)發(fā)展情況并分別寫出限制BL的因素。答： 1. 0.85 m光波系統(tǒng) ,采用低成本的多模光纖作為傳輸媒質(zhì)。限制 BL 主要的因素是光纖的模間色散。-14精選文庫多模階躍型光纖：cBL=多模漸變型光纖：BL=2cn1 21.3 m光波系統(tǒng)，早期單模光纖，限制 BL主要的因素是光源的譜寬。1BLD1.55 m光波系統(tǒng)，第三代光波系統(tǒng)工作在損耗最小的 1.55 m 波長。限制 BL 主要的因素是光纖色散。B2L1162第二章4、有一 SI 型單模光纖，其截止波長為1.4m ，芯包折射率分別為 nl =1.465 ，n2=1.46 ，計算它的纖芯半徑及在波長分別為0.85 及 1.3m 的模

25、式數(shù)。解:從式（ 2.2.21 ）得到此時纖芯半徑為-15精選文庫5、有一階躍光纖， NA=0.2，當=850m時可支持 1000 個左右的模式，計算：纖芯直徑；在 =1310 nm波長時的傳輸模式數(shù)；在 =1550 nm波長時的傳輸模式數(shù)。解：將式 (2.2.21) 代入式 (2.2.23)-16精選文庫3、已知一弱導波階躍型光纖，纖芯和包層的折射率分別為n11.5 ， n21.45 ，纖芯半徑 a4 m， 1.31m， L 1km。計算：1） 光纖的數(shù)值孔徑；2） 光纖的歸一化頻率；3） 光纖中傳輸?shù)哪?shù)量；4） 光纖的最大時延差。解：（ 1） NAsinmax（ n21n22） 1/2

26、0.382）式（ 2.2.21 ） p24V2 n1a 22 a n12n2224( m) 1.521.4521.31( m)7.37（3）MV2/2 7.37 2 /2 27式 (2.2.23)4）式 (2.1.5)L n12TC n2n12n220.0328Q2n121.520.0328 1(km)2.25 0.0328 11.453105 (k m / s)4.35 1050.01710 5 (s)=170ns4、有一個波長為 1310nm LED，其譜寬 45 nm。則光纖材料色散造成的單位長度脈沖展寬是多少 ?若是譜寬為 2 nm 的 LD，則脈沖展寬又是多少 ?解：由式（ 2.4.

27、13 ）得DM1.22(10)1.2730.034 ps / nmkm.1.22(1)1.31代入式（ 2.4.28 ）得到 LED 脈沖展寬：LEDD L0.034 ( ps/ nm km) 1(km)45(nm) 1.55ps同理得到 LD 脈沖展寬：LDDL0.034 ( ps / nm km)1(km)2(nm)0.068ps-17精選文庫3、有一個 13001550 nm的 WDM系統(tǒng)，在 1300nm和 1550 nm波長上的入纖信號光功率分別為150w和 100w。若這兩個波長上的光纖損耗分別為 O.5 dB km和 0.25dBkm，試計算當光纖長度為50 km時它們的輸出光功

28、率。解：4、設一長度L = 1km 的光纖，其損耗常數(shù)2.3 105cm，光纖輸入端的功率為l mw。計算光纖輸出端的功率。解：-18精選文庫第三章3、設激光器的高能級和低能級的能量各為E1 和 E2 ，頻率為 ，相應能級上的粒子密度各為 N1 和 N2 。試計算：（1）當頻率 = 300MHz T=300K 時， N2 N1為多少？（2）當波長 =1，m T=300K 時， N2 N1為多少？（3）當波長 =1，m若 N2 N1 = 0.1，環(huán)境溫度 T 為多少？（按玻爾茲曼分布規(guī)律計算）解：(3.1.2)式 (P62)(1)N2exp(hv110.9995)hv6.626 10346N1k

29、T3000 10Hze kTe1.38 10 23300(2)N2exp(hc11.431021N1)hckTekTN2hc(hc)(3)exp(ekT0.1N1)kT(hc )hcQ ln ekT;ln 0.12.303kThcT6255k2.303-19精選文庫2、有一個雙異質(zhì)結(jié) InGaAsP LED，中心發(fā)光波長為 1310nm，其材料的輻射復合率為 50ns，非輻射復合率為 70ns。試計算：發(fā)光時的內(nèi)量子效率int ；設驅(qū)動電流為 100mA，計算該 LED 的內(nèi)部發(fā)光功率；若該 LED 芯片與多模光纖的直接耦合效率為 -14dB，計算入纖的光功率大小。解：(a) 由式（ 3.1.

30、14 ）得110.583in1 501 rr70nr(b) 由式（ 3.2.1）得Pintint (h/ q)Iint ( hcI )55.29mwq由式（ 3.2.2 ）得Peextint0.0455.292.2mw3、分別畫出用發(fā)光二極管和激光器進行數(shù)字調(diào)制的原理圖。解：-20精選文庫5、有一個 GaAs LD，工作波長 870 nm，其縱模之間的間隔為278 GHz，GaAs的折射率， n13.6 ，計算其光腔的長度及縱模數(shù)。解：cQ vL2nLc3108 (m / s)150 mL(2 3.6)(278 1092n vL/ s)由式（ 3.3.3）得cmcvm2nL2nL(2 3.6)

31、 150 mm0.871241m-21精選文庫1、畫出半導體激光器的L-I 特性曲線。若調(diào)制信號為脈沖型，試畫出調(diào)制圖。解：3、一個 GaAsAl一 LD在 1502C時的閾值電流密度為3000 Acm。計算在條形接觸為 20 m100m 、閾值溫度系數(shù)為T0=180 K 及工作溫度為 600C時的閾值電流。解：因為-22精選文庫第四章3、光電檢測器轉(zhuǎn)換能力的物理量有哪些？寫出其表達式。答： 量子效率和響應度 R0I P / eI PhcP0 / hfP0eR0I Pe(A/W)P0hc1.24注意：以m 為單位4、現(xiàn)有 1011 個光子秒， 光子能量為 1.28 10-19 J，入射到一個理

32、想的光電二極管上，計算：入射光波長；輸出光電流大小；若這是一個 APD，其 G=18，計算光電流。解：1554nm-23精選文庫5、有一個 PIN 光電二極管，其 =O.9， =1300 nm，入射光功率 P0=-37 dBm。計算：光電流大??；當負載電阻 RL 等于 50 ， 1000 及 lOM 時的輸出電壓。解：0.94 （A/W）-24精選文庫光電流為I PR0 P0(0.94 A / W)( 37dBm)0.94 2 10 70.188 A(b)負載電阻 RL 上的輸出電壓為RL50 時， V=IPRL(0.18810 6 A)(50 )9.4 VRL1000時， V=IPRL(0.18810 6 A)(1000 )