光纖通信典型計算題

1、計算題1一階躍折射率光纖，纖芯折射率n=1.5,相對折射率差=0.01，光纖長L=1km，纖芯半徑a=25m。LP01，LP02模的歸一化截止頻率分別為0和3.832。求：（1）光纖的數(shù)值孔徑； （2）子午光線的最大時延差； （3）若入射光波長=0.85m，問該光纖能否實現(xiàn)單模傳輸，若不能，則光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量為多少？a為多少時，該光纖可以實現(xiàn)單模傳輸。 （4）若該光纖分別與面發(fā)光二極管，半導體激光器（）耦合，求直接耦合效率。 （5）計算LP01，LP02模的截止波長。解：（1） （2）（3） 不能實現(xiàn)單模傳輸 要實現(xiàn)單模傳輸須 （4）與面發(fā)光二極管的耦合效率 與激光器的耦合效率 （5）LP

2、01模的截止波長LP02模的截止波長 因為Vc=3.832 2.某階躍折射率光纖，其芯區(qū)折射率n1=1.46，芯半徑a=4.5m，相對折射率差=0.25%。計算其截止波長并判斷當工作波長分別為1.31m和0.85m時該光纖是單模還是多模工作？解：階躍折射率光纖歸一化截止頻率Vc=2.405，由得 其截止波長 光纖是否單模工作，要由歸一化頻率同工作波長來決定。同一根光纖，工作波長較短時，可能是多模工作。當工作波長增長到一下范圍時，可能變成單模光纖。當時光纖變成單模工作，因此，在光纖通信最常用的1.31m波長上，它是單模工作，若令其傳輸短波長0.85m，會失去單模特征。3工作波長=1.31m，折射

3、率分布各向異性，使得，試求該單模光纖因偏振色散引起的每公里脈沖展寬值為多少？其拍長為多少？解：（1）脈沖展寬（2）拍長 4一半導體激光器諧振腔長L=300m，工作物質(zhì)損耗系數(shù)=2mm-1，諧振腔前后鏡面反射系數(shù)，光場的約束因子為1，求激光器的閾值增益系數(shù)gth；若后鏡面鍍高反射膜r2=1，求gth，當r2由0.33增到1時，激光器的閾值電流如何變化？解：根據(jù)： 當r2=1時，gth變小，故閾值電流下降。5試用功率預算法作損耗限制系統(tǒng)計算。已知：工作波長為0.85mm，傳輸碼率20Mb/s，BER=，選用Si接收機，其接收靈敏度；選用LED作光源，耦合入多模光纖功率，設發(fā)送機和接收機各有一個活動

4、連接器，每個損耗1dB，光纖損耗（包括熔接頭損耗）為3.5dB/km，系統(tǒng)富余度為6 dB，試計算系統(tǒng)傳輸距離L？（7分）解：由系統(tǒng)功率預算建立方程： 得傳輸距離L6已知輸入光脈沖及輸出光脈沖的FWHM分別為6ns和10ns，光纖長度為50km。 （1）求該光纖的帶寬。 （2）若用這種光纖只傳輸30km，帶寬可增大多少？（光纖的帶寬距離指數(shù)g=0.75） （3）若該光纖的損耗系數(shù)為-0.5dB/km，最初射入光纖的光功率為0.5mw，問傳輸50km之后，以w為單位的功率電平為多少？解：（1）(帶寬) （2）（帶寬一距離積） （3）因為損耗系數(shù) 7某APD光電檢測器，工作波長為1.31m，量子效率為0.