试卷1
一、填空题
1.费米能级不是一个可以被电子占据的实在的能级，它是反映（电子）在各能级中分布的参量，低温下，本征半导体费米能级处于（禁带）的中心。
2.制作半导体激光器的材料必须是（直接带隙）的半导体材料。
3.光接收机的动态范围实际上表示接收机（接收强光信号）的能力。
4.PCM的复接设备的输出码型一般是HDB3码，（CMI）码，常用的光线路码型大体可以归纳为（扰码二进制），（字变换）码和插入码型。
5.我国准同步数字体系（PDH）以（30）路数字电话为基群，速率为（2.048Mb/s）.
6.区段的配置和EDFA的选择一般保证光信噪比大于（20）db.
7.波分复用、密集波分复用、光频分复用本质上都是（光波长）分割复用，在DWDM系统中，ITU-T建议标准波长间隔为（0.8nm）波长的整数倍。
二、简答题
1.光纤的主要传输特性是什么？
1.损耗：包层物质的吸收损耗：本征吸收和杂质吸收 ; 包层材料的散射损耗 ; 光纤表面随机畸变或粗糙产生的波导损耗等。
2.色散(光脉冲在传播过程中被展宽)：
2.1 在多模光纤中：
模式色散(主要)： 多模光纤中各模式在同一频率下有不同的群速度，可选取适当的g值
波导色散：模式本身的色散
材料色散： 石英的折射率随波长而变所引起的
2.2 在单模光纤中：
材料色散：石英的折射率随波长而变所引起的
波导色散：模式本身的色散
偏振模色散：沿两个不同偏振方向传输的同一模式的群时延差造成的
2.单模光纤中传输的是什么模式的电磁波？G652叫做什么光纤，它的特点是什么？
HE11,G.652：最早实用化的是常规单模光纤，结构多采用阶跃型或下陷包层型折射率分布，零色散波长在1.31um,在该波长上有较低的损耗和很大的带宽。
3.在光电器件中，自发发射，受激辐射，受激吸收3种作用机理分别对应哪3种半导体器材？
自发发射：LED
受激辐射：LD
受激吸收：光电二极管
4.为使光接受机动态范围最大，在电路设计中应该注意什么？
为了使光接收机达到最大的动态范围，在电路设计上尽量使APD的雪崩增益的控制和放大器的电压增益的控制分别先后起作用。另一方面，由于APD的击穿电压随温度的升高而增加，若使用固定偏压当温度变化时，雪崩增益会发生较大变化，所以AGC电路的设计也尽量做到能在一定程度上补偿AGC的温度特性
三、名词解释
1.粒子数反转分布
N2>N1,高能级上的电子密度大于低能级上的，是一种处于非热平衡状态
下的反常情况，称为粒子数反转或布居反转，对应激光型放大器的情况
2.电光延迟时间
激光输出与注入电脉冲之间存在一个时间延迟，一般为纳秒量级
3.SDH
光同步传送网，后更名为同步数字体系(SDH)
四、综述题
1.为什么光纤通信系统中常用半导体光源
1.半导体光源体积小，发光面积可以与光纤芯径相比较，从而具有较高的耦合效率
2.发射波长适合在光纤中低损耗传输
3.可以直接进行强度调制，即只要将信号电流注入半导体激光器或发光二极管，就可以得到相应的信号输出
4.可靠性较高，尤其是半导体激光器，不仅发射功率大、耦合效率高、相应速度快，而且发射光的相干性也较好
五、计算题
看作业题就行了
试卷2
一、填空题
1.在阶跃折射率光纤中可以存在（TE0m），（TM0m），（HEvm），（EHvm）这几种可导模。
2.制作半导体激光器的材料必须是（直接带隙）的半导体材料。
3.在光发射端，模拟调制电路应是电流（放大）电路，数字调制电路应是电流（开关）电路。
4.场效应管的主要噪声源有（散粒）噪声和（沟道热）噪声。
5.由噪声分析知道，放大器输入端偏置电阻越（大），放大器输入电阻越（大），输出端噪声就越小。
6.光接收机的动态范围实际上表示接收机（强光信号）的能力。
二、简答题
1.光纤的色散有哪几种？
在多模光纤中：
模式色散(主要)： 多模光纤中各模式在同一频率下有不同的群速度，可选取适当的g值
波导色散：模式本身的色散
材料色散： 石英的折射率随波长而变所引起的
在单模光纤中：
材料色散：石英的折射率随波长而变所引起的
波导色散：模式本身的色散
偏振模色散：沿两个不同偏振方向传输的同一模式的群时延差造成的
2.分析光纤中光的传输的两种主要理论是什么？
1.射线光学理论：忽略波长 入 的光学，用光射线去代表能量传输路线的方法
2.波动光学理论：把光纤中的光作为经典电磁场来处理，因此，广场必须服从麦克斯韦方程组及全部的光学条件
3.光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？
低损耗窗口
0.85um
1.3um
1.55um
4.什么是受激吸收？
受激吸收(光电二极管)：处在低能级上的电子在感应光场的作用下，吸收一个光子从而跃迁到E2
三、名词解释
1.单模光纤
单模光纤是在一定工作波长下，传输基模HE11的光纤。
2.灵敏度
指保证达到给定的误码率的条件下，光接收机需要输入的最低光功率，灵敏度是光接收机最重要的性能指标，影响灵敏度的主要因素是检测器和放大器引入的噪声
3.SDH
SONET：光同步传送网，后更名为同步数字体系(SDH)
四、综述题
1.光通信系统中的前置放大器有哪几种？各有什么优缺点？
低电阻型前置放大器：线路简单，接收机不需要或只需要很少的均衡，动态范围大，但是噪声也比较大。
高阻型前置放大器：动态范围小，而且当比特率较高时，输入端信号的高频分量损失多，因而对均衡电路提出了更高的要求，一般只在码速率低的系统中使用。
跨阻(互)型前置放大器：不仅具有宽频带、低噪声的优点，而且动态范围也比高阻型前放有很大的改善输入端偏执电阻越大，放大器的输入电阻越高，输出端噪声就越小
五、计算题
1.一阶跃光纤，纤芯半径a=25um，折射率n1=1.5，相对折射率差△=1%。长度L=1Km。求（1）光纤的数值孔径。
（2）子午光线的最大时延差。
（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的数值孔径和最大时延差。
2. 已知某种半导体激光器材料的禁带宽度Eg=0.95eV，另一种半导体激光器材料的禁带宽度Eg=0.8eV，求这两种激光器的发射波长。
3. 已知（1）Si PIN光电二极管，量子效率η=0.6，波长λ=0.85μm；（2）Ge光电二极管，η=0.35，波长λ=1.6μm，计算它们的响应度。
4. 若一个622Mbit/s的单模光缆通信系统，其系统的总体要求如下：
系统中采用InGaAsP？？异质结构多纵横激光器，其阙值电流小于50mA，标称波长λ1=1310nm，波长变化范围λ_1min=1295nm，λ_1max=1325nm，光脉冲谱线宽度△λ？≤2nm，发射光功率Pt=2dBm，如有高性能的PIN-FET组件，可在DER=1×〖10〗^(-25)条件下，得到接收灵敏度Pt=-30dBm，动态范围D≥20dB。光纤固有损耗At=0.25dB/Km，设备富余度M=0.1dB/Km，光纤色散系数D≤2ps/（Km·nm）
那么考虑采用直？方式情况下，光缆工作环境温度为0~26℃时，计算最大中继距离。
