发布时间 : 星期五 文章《光纤通信系统》第二版 - 李履信，沈建华 - 习题解答更新完毕开始阅读
而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止了。
所以一个传播模在包层中 衰减常数W=0时，表示导模截止。 2、光纤单模传输的条件是：归一化频率V≤2.405。 3、单模光纤中传输的是LP01模，对应的矢量模是HE11模。 4、其截止波长由下式计算：?C?22?an12?n22.408
5、LP11模对应的矢量模是TE01,TM01,HE21。
2-8. 由光源发出的??1.31?m的光，在a?9?m，??0.01，
n1?1.45，光纤折射率分布为阶跃型时，光纤中导模的数量为多少？
若光纤折射率分布为??2的渐变型时，其导模的数量为多少？（传播模式的归一化频率V?2?a?2?a22?a222??V?n?n?n?n???n解： 12111??2??9?m2?1.452??1.45?0.01?1.45??8.83 1.31?m?g?V2光纤中导模的数量：N???g?2???2
??2n12?n2）
V2 1、光纤折射率分布为阶跃型时：g??，N?
2V2?8.83???38.98 所以，导模的数量为：N?222V22、??2的平方律渐变型光纤时：g?2，N?
4V2?8.83???19.49 所以，此时导模的数量为：N?442
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2-10. 某阶跃折射率光纤的参数为n1=1.5，n2=1.485，现有一光波在光纤端面轴线处，以15°的入射角入射进光纤，试问该入射光线在光纤中是成为传导模还是辐射模？为什么？
2222nsin??n?n1?sin??1.5?1.485解：根据：o a12 即：a得：入射临界角（最大入射角）?a?12.22?
而现入射角?入?15???a?12.22?
所以，入射光线不满足全反射条件，不能传输，是辐射模。
2-12. 已知光纤参数为：n1?1.45，??0.01，??1.31?m，估算光纤的模场直径。
解：模场直径 d?2???1NA2?2??1?NAt/2
光纤最大理论数值孔径NAt为：
2NAt?n12?n2?n12??1.452?0.01?0.212
1d???5.56?m
3.141592654?0.212/2?
2-13. 光谱线宽度为1.5nm光脉冲经过长为20km，色散系数为3ps/nm·km的单模光纤传输后，光脉冲被展宽了多少？ 解：光脉冲被展宽了?m为：
2?1.31?m?m????Dm?L?1.5?nm?3Ps/nm?Km?20Km
=1.5×3×20 =90ps
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2-14. 为什么G.653光纤不适合于波分复用系统使用？ 答：由于G.653光纤在1550nm工作波长处具有最低色散（零色散），多信道（波分复用）系统使用时易引起四波混频效应，影响系统的性能，所以G.653光纤不适合于波分复用系统使用。
3-1. 比较半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的异同。 答：一、半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的不同之处：
1、工作原理不同：
LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光。 2、LED不需要光学谐振腔，而LD需要。 3、和半导体激光器（LD）相比：
（1）发光二极管（LED）输出光功率较小，光谱较宽，调制频率较低。
（2）但LED性能稳定，寿命长，输出功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉。
4、LED的主要应用场合是小容量（窄带）、短距离通信系统。 5、LD主要应用于大容量（宽带）、长距离通信系统。 二、LD和LED的相同之处：
1、使用的半导体材料相同； 2、结构相似；
3、LED和LD大多采用双异质结（DH）结构； 4、都是把有源层夹在P型和N型限制层中间。
3-2. 为什么LD要工作在正向偏置状态？何谓激光器的阈值电流？激光器的阈值电流与激光器的使用温度、使用时间有什么关系？ 答：1、LD加正向偏置电压用以克服PN结中自建场的影响，从而降低势垒，以形成粒子数反转分布。
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2、激光器阈值电流是指：满足克服谐振腔内损耗而产生激光的最小的外加激励电流。
3、激光器的阈值电流Ith与激光器的使用温度、使用时间成正比关系。
3-4. 已知半导体材料GaAs的Eg=1.43eV，InGaAsP的Eg=0.96eV，分别求由这两种材料组成的半导体激光器的发射波长。
hc1.24解：发射波长为：??E?E?eV??m
gg1、GaAs的发射波长为：
1.24?1??0.867?m
1.43?eV?2、InGaAsP的发射波长为：
1.24?2??1.292?m
0.96?eV?
3-6. 在光纤通信系统中对LD驱动电路和偏置电路有什么要求？在LD驱动电路中为什么一定要加偏置电流？偏置电流应加多大才合适？若偏置电流加得过大或过小对LD的调制特性会产生什么影响？
答：1、对LD驱动电路和偏置电路的要求是：
①输出的光脉冲峰值保持恒定； ②光脉冲的通断比应>>10；
③激光发射的时间必须远短于码元时间； ④采用阻尼电路以避免驰张振荡。
2、因为LD是阈值器件，只有外加驱动电流超过阈值后才能发出激光，为使得较小的数据电流ID亦可产生足够的光输出，因此需要
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