光纖微結(jié)構(gòu)研究考核試卷考生姓名：________

答題日期：________

得分：________

判卷人：________

本次考核旨在考查學(xué)生對(duì)光纖微結(jié)構(gòu)基本理論、技術(shù)及其應(yīng)用的理解程度，檢驗(yàn)其分析問題和解決問題的能力。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共30小題，每小題0.5分，共15分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光纖微結(jié)構(gòu)的主要材料是（）

A.玻璃

B.聚乙烯

C.石英

D.硅

2.光纖微結(jié)構(gòu)的折射率分布通常采用（）來描述。

A.費(fèi)馬原理

B.斯涅爾定律

C.高斯分布

D.蒙特卡洛方法

3.光纖微結(jié)構(gòu)的損耗主要源于（）。

A.材料吸收

B.散射

C.雜質(zhì)

D.以上都是

4.單模光纖的纖芯直徑一般為（）微米。

A.5

B.10

C.50

D.100

5.光纖微結(jié)構(gòu)中的波導(dǎo)模式是指（）。

A.光在光纖中傳播的路徑

B.光在光纖中傳播的速度

C.光在光纖中傳播的模式

D.光在光纖中傳播的波長(zhǎng)

6.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散是指（）。

A.光信號(hào)傳播速度的差異

B.光信號(hào)到達(dá)時(shí)間的差異

C.光信號(hào)頻率的差異

D.光信號(hào)幅度的差異

7.光纖微結(jié)構(gòu)中的雙折射是指（）。

A.光在光纖中傳播方向的變化

B.光在光纖中傳播速度的變化

C.光在光纖中傳播模式的差異

D.光在光纖中傳播波長(zhǎng)的變化

8.光纖微結(jié)構(gòu)中的偏振保持性是指（）。

A.光在光纖中傳播方向的穩(wěn)定性

B.光在光纖中傳播速度的穩(wěn)定性

C.光在光纖中傳播模式的穩(wěn)定性

D.光在光纖中傳播波長(zhǎng)的穩(wěn)定性

9.光纖微結(jié)構(gòu)中的耦合效率是指（）。

A.輸入光與輸出光功率的比值

B.輸入光與光纖材料能量的比值

C.輸入光與光纖材料質(zhì)量的比值

D.輸入光與光纖材料體積的比值

10.光纖微結(jié)構(gòu)中的耦合長(zhǎng)度是指（）。

A.耦合效率達(dá)到最大值所需的長(zhǎng)度

B.耦合效率達(dá)到50%所需的長(zhǎng)度

C.耦合效率達(dá)到10%所需的長(zhǎng)度

D.耦合效率達(dá)到1%所需的長(zhǎng)度

11.光纖微結(jié)構(gòu)中的截止波長(zhǎng)是指（）。

A.光在光纖中傳播速度為零的波長(zhǎng)

B.光在光纖中傳播速度最慢的波長(zhǎng)

C.光在光纖中傳播速度最快的波長(zhǎng)

D.光在光纖中傳播速度不再變化的波長(zhǎng)

12.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式間隔是指（）。

A.不同模式之間的波長(zhǎng)差

B.同一模式不同模式間的波長(zhǎng)差

C.同一模式不同頻率的波長(zhǎng)差

D.不同模式不同頻率的波長(zhǎng)差

13.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散參數(shù)D定義為（）。

A.光在光纖中傳播速度的倒數(shù)

B.光在光纖中傳播速度對(duì)波長(zhǎng)的導(dǎo)數(shù)

C.光在光纖中傳播速度對(duì)頻率的二階導(dǎo)數(shù)

D.光在光纖中傳播速度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)

14.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)主要表現(xiàn)為（）。

A.光的強(qiáng)度增加導(dǎo)致折射率增加

B.光的強(qiáng)度增加導(dǎo)致折射率減小

C.光的強(qiáng)度增加導(dǎo)致?lián)p耗增加

D.光的強(qiáng)度增加導(dǎo)致色散增加

15.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)會(huì)對(duì)光通信系統(tǒng)產(chǎn)生（）影響。

A.增大傳輸速率

B.降低傳輸速率

C.提高信號(hào)質(zhì)量

D.降低信號(hào)質(zhì)量

16.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)可以通過（）方法來抑制。

A.減小光功率

B.增加光纖長(zhǎng)度

C.使用非線性補(bǔ)償器

D.以上都是

17.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合效應(yīng)是指（）。

A.不同模式之間的能量交換

B.同一模式不同模式間的能量交換

C.同一模式不同頻率的能量交換

D.不同模式不同頻率的能量交換

18.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合效率是指（）。

A.耦合能量與輸入能量之比

B.輸出能量與耦合能量之比

C.輸入能量與輸出能量之比

D.耦合能量與輸出能量之比

19.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合長(zhǎng)度是指（）。

A.耦合效率達(dá)到最大值所需的長(zhǎng)度

B.耦合效率達(dá)到50%所需的長(zhǎng)度

C.耦合效率達(dá)到10%所需的長(zhǎng)度

D.耦合效率達(dá)到1%所需的長(zhǎng)度

20.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)是指（）。

A.不同模式之間的能量交換

B.同一模式不同模式間的能量交換

C.同一模式不同頻率的能量交換

D.不同模式不同頻率的能量交換

21.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)效率是指（）。

A.耦合能量與輸入能量之比

B.輸出能量與耦合能量之比

C.輸入能量與輸出能量之比

D.耦合能量與輸出能量之比

22.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)長(zhǎng)度是指（）。

A.耦合效率達(dá)到最大值所需的長(zhǎng)度

B.耦合效率達(dá)到50%所需的長(zhǎng)度

C.耦合效率達(dá)到10%所需的長(zhǎng)度

D.耦合效率達(dá)到1%所需的長(zhǎng)度

23.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效應(yīng)是指（）。

A.不同模式之間的能量交換

B.同一模式不同模式間的能量交換

C.同一模式不同頻率的能量交換

D.不同模式不同頻率的能量交換

24.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效率是指（）。

A.耦合能量與輸入能量之比

B.輸出能量與耦合能量之比

C.輸入能量與輸出能量之比

D.耦合能量與輸出能量之比

25.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度是指（）。

A.耦合效率達(dá)到最大值所需的長(zhǎng)度

B.耦合效率達(dá)到50%所需的長(zhǎng)度

C.耦合效率達(dá)到10%所需的長(zhǎng)度

D.耦合效率達(dá)到1%所需的長(zhǎng)度

26.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換損耗是指（）。

A.光在模式轉(zhuǎn)換過程中能量的損失

B.光在模式轉(zhuǎn)換過程中功率的損失

C.光在模式轉(zhuǎn)換過程中質(zhì)量的損失

D.光在模式轉(zhuǎn)換過程中體積的損失

27.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效率可以通過（）方法來提高。

A.增加光纖長(zhǎng)度

B.減小光功率

C.使用模式轉(zhuǎn)換器

D.以上都是

28.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度可以通過（）方法來減小。

A.增加光纖長(zhǎng)度

B.減小光功率

C.使用模式轉(zhuǎn)換器

D.以上都是

29.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換損耗可以通過（）方法來降低。

A.增加光纖長(zhǎng)度

B.減小光功率

C.使用模式轉(zhuǎn)換器

D.以上都是

30.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效率與（）有關(guān)。

A.光纖材料的折射率

B.光纖結(jié)構(gòu)的幾何形狀

C.光纖的直徑

D.以上都是

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.光纖微結(jié)構(gòu)研究的主要目的是（）

A.提高光纖的傳輸速率

B.降低光纖的損耗

C.擴(kuò)展光纖的應(yīng)用范圍

D.提升光纖的集成度

2.光纖微結(jié)構(gòu)的幾何形狀主要包括（）

A.圓形

B.橢圓形

C.菱形

D.非圓形

3.光纖微結(jié)構(gòu)的材料通常包括（）

A.硅

B.氧化硅

C.氧化鋯

D.聚合物

4.光纖微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮的因素有（）

A.折射率分布

B.模式場(chǎng)分布

C.損耗特性

D.非線性效應(yīng)

5.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合可以通過（）

A.交叉耦合

B.耦合腔

C.耦合波導(dǎo)

D.耦合光纖

6.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)主要發(fā)生在（）

A.單模光纖

B.多模光纖

C.單模光纖與多模光纖的界面

D.光纖與光源的界面

7.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)可能導(dǎo)致（）

A.自相位調(diào)制

B.自頻率下轉(zhuǎn)換

C.自頻率上轉(zhuǎn)換

D.二階色散

8.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散補(bǔ)償技術(shù)包括（）

A.非線性色散補(bǔ)償

B.色散位移光纖

C.色散平坦光纖

D.色散管理光纖

9.光纖微結(jié)構(gòu)中的偏振控制技術(shù)包括（）

A.偏振控制器

B.偏振旋轉(zhuǎn)器

C.偏振分離器

D.偏振合并器

10.光纖微結(jié)構(gòu)中的波長(zhǎng)選擇性技術(shù)包括（）

A.色散濾波器

B.諧振濾波器

C.狹帶濾波器

D.寬帶濾波器

11.光纖微結(jié)構(gòu)在光通信中的應(yīng)用包括（）

A.光纖放大器

B.光纖激光器

C.光纖傳感器

D.光纖連接器

12.光纖微結(jié)構(gòu)在光傳感中的應(yīng)用包括（）

A.光纖光柵傳感器

B.光纖光纖傳感器

C.光纖壓力傳感器

D.光纖溫度傳感器

13.光纖微結(jié)構(gòu)在光纖通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)有（）

A.高傳輸速率

B.低損耗

C.小尺寸

D.良好的集成性

14.光纖微結(jié)構(gòu)的研究方法包括（）

A.理論模擬

B.仿真模擬

C.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

D.優(yōu)化設(shè)計(jì)

15.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖布拉格光柵（FBG）具有的特點(diǎn)包括（）

A.波長(zhǎng)選擇性

B.高靈敏度

C.抗干擾能力強(qiáng)

D.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

16.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖光柵陣列（FOGA）具有的特點(diǎn)包括（）

A.高度集成化

B.波長(zhǎng)選擇性

C.抗干擾能力強(qiáng)

D.易于集成

17.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖耦合器（FC）具有的特點(diǎn)包括（）

A.高耦合效率

B.小尺寸

C.高穩(wěn)定性

D.易于集成

18.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖調(diào)制器（FMM）具有的特點(diǎn)包括（）

A.高調(diào)制效率

B.小尺寸

C.高穩(wěn)定性

D.易于集成

19.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖光柵濾波器（FBGF）具有的特點(diǎn)包括（）

A.高選擇性

B.高通帶

C.高截止

D.小尺寸

20.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖激光器（FOL）具有的特點(diǎn)包括（）

A.高亮度

B.高穩(wěn)定性

C.小尺寸

D.易于集成

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.光纖微結(jié)構(gòu)的主要材料是______。

2.光纖微結(jié)構(gòu)的折射率分布通常采用______來描述。

3.光纖微結(jié)構(gòu)的損耗主要源于______。

4.單模光纖的纖芯直徑一般為______微米。

5.光纖微結(jié)構(gòu)中的波導(dǎo)模式是指______。

6.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散是指______。

7.光纖微結(jié)構(gòu)中的雙折射是指______。

8.光纖微結(jié)構(gòu)中的偏振保持性是指______。

9.光纖微結(jié)構(gòu)中的耦合效率是指______。

10.光纖微結(jié)構(gòu)中的耦合長(zhǎng)度是指______。

11.光纖微結(jié)構(gòu)中的截止波長(zhǎng)是指______。

12.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式間隔是指______。

13.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散參數(shù)D定義為______。

14.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)主要表現(xiàn)為______。

15.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)會(huì)對(duì)光通信系統(tǒng)產(chǎn)生______影響。

16.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合效應(yīng)是指______。

17.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合效率是指______。

18.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合長(zhǎng)度是指______。

19.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)是指______。

20.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)效率是指______。

21.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)長(zhǎng)度是指______。

22.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效應(yīng)是指______。

23.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效率是指______。

24.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度是指______。

25.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換損耗是指______。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫√，錯(cuò)誤的畫×）

1.光纖微結(jié)構(gòu)的研究只限于實(shí)驗(yàn)室，不應(yīng)用于實(shí)際通信系統(tǒng)中。（）

2.光纖微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的光纖設(shè)計(jì)沒有本質(zhì)區(qū)別。（）

3.光纖微結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性不受其幾何形狀的影響。（）

4.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式耦合現(xiàn)象只發(fā)生在多模光纖中。（）

5.光纖微結(jié)構(gòu)中的非線性效應(yīng)可以通過增加光纖長(zhǎng)度來抑制。（）

6.光纖微結(jié)構(gòu)中的色散補(bǔ)償技術(shù)可以完全消除光纖通信中的色散。（）

7.光纖微結(jié)構(gòu)中的偏振控制技術(shù)可以消除偏振模色散。（）

8.光纖微結(jié)構(gòu)中的波長(zhǎng)選擇性技術(shù)只能用于光濾波器的設(shè)計(jì)。（）

9.光纖微結(jié)構(gòu)在光通信系統(tǒng)中只能提高傳輸速率，不能降低損耗。（）

10.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖布拉格光柵（FBG）是一種波長(zhǎng)選擇性的光濾波器。（）

11.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖光柵陣列（FOGA）可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長(zhǎng)選擇功能。（）

12.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖耦合器（FC）是一種無源元件，不消耗能量。（）

13.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖調(diào)制器（FMM）可以改變光信號(hào)的強(qiáng)度和相位。（）

14.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖光柵濾波器（FBGF）具有非常高的選擇性。（）

15.光纖微結(jié)構(gòu)中的光纖激光器（FOL）可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的光信號(hào)。（）

16.光纖微結(jié)構(gòu)的研究主要集中在提高光纖的傳輸速率。（）

17.光纖微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域僅限于光通信領(lǐng)域。（）

18.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象可以導(dǎo)致信號(hào)失真。（）

19.光纖微結(jié)構(gòu)中的模式轉(zhuǎn)換效應(yīng)可以提高光纖的集成度。（）

20.光纖微結(jié)構(gòu)的研究對(duì)于未來光通信技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述光纖微結(jié)構(gòu)在光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及其重要性。

2.分析光纖微結(jié)構(gòu)中模式耦合現(xiàn)象的原理及其對(duì)光通信系統(tǒng)的影響。

3.討論光纖微結(jié)構(gòu)在提高光纖通信系統(tǒng)性能方面的關(guān)鍵技術(shù)及其作用。

4.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，舉例說明光纖微結(jié)構(gòu)在光傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：某光纖通信系統(tǒng)中，采用了一種新型的光纖微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：纖芯直徑為50微米，包層直徑為125微米，折射率分布為漸變型。請(qǐng)分析這種光纖微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，包括色散特性、模式耦合、非線性效應(yīng)等方面。

2.案例題：某光纖傳感應(yīng)用中，需要測(cè)量溫度變化，設(shè)計(jì)了一種基于光纖微結(jié)構(gòu)的溫度傳感器。該傳感器采用光纖布拉格光柵（FBG）作為傳感元件，通過光纖微結(jié)構(gòu)的模式耦合實(shí)現(xiàn)溫度傳感。請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述該光纖微結(jié)構(gòu)傳感器的原理、設(shè)計(jì)過程以及如何進(jìn)行溫度測(cè)量。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.A

2.C

3.D

4.C

5.C

6.A

7.B

8.A

9.A

10.A

11.A

12.A

13.B

14.D

15.B

16.D

17.A

18.B

19.A

20.C

21.B

22.C

23.A

24.D

25.A

二、多選題

1.ABCD

2.ABCD

3.ABCD

4.ABCD

5.ABC

6.BC

7.ABC

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.ABC

12.ABCD

13.ABCD

14.ABCD

15.ABCD

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABCD

三、填空題

1.硅

2.高斯分布

3.材料吸收、散射、雜質(zhì)

4.50

5.光在光纖中傳播的模式

6.光信號(hào)傳播速度的差異

7.光在光纖中傳播速度的變化

8.光在光纖中傳播方向的穩(wěn)定性

9.輸入光與輸出光功率的比值

10.耦合效率達(dá)到最大值所需的長(zhǎng)度

11.光在光纖中傳播速度不再變化的波長(zhǎng)

12.不同模式之間的波長(zhǎng)差

13.光在光纖中傳播速度對(duì)波長(zhǎng)的