光纤通信技术(第2版)
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习题

2-1mW和dBm换算

一个LED的发射功率是3mW,如用dBm表示是多少?经过20dB损耗的光纤传输后还有多少光功率?

2-2 数值孔径计算

接收机PIN光电二极管的光敏面直径是2mm,使用1cm的透镜聚焦,透镜和PIN管之间为空气,计算接收机的数值孔径。

2-3 传播模式数量计算

光纤直径50μm,阶跃光纤纤芯和包层的折射率分别是1.480和1.460,光源波长为0.82μm,计算这种光纤能够传输的模式数量。

2-4 求只传输一个模式的纤芯半径

阶跃光纤n1=1.465,n2=1.460,如果光纤只支持1.25μm波长光的一个模式传输,计算这种光纤纤芯最大的允许半径。

2-5 传播模式数量计算

多模光纤直径100μm,阶跃光纤纤芯和包层的折射率分别是1.5和1.485,光源波长为0.82μm,计算这种光纤能够传输的模式数量。当工作波长变为1.5μm时,又可以传输多少个模式?

2-6 计算纤芯半径、数值孔径和光斑尺寸

阶跃光纤的纤芯和包层的折射率分别是1.465和1.46,归一化芯径为2.4。计算该光纤纤芯半径、数值孔径和0.8μm波长的光斑尺寸。

2-7 材料色散

光源波长谱宽Δλ和色散Δτ指的是输出光强最大值一半的宽度,Δλ1/2称为光源线宽,它是光强与波长关系曲线半最大值一半的宽度,Δτ1/2是光纤输出信号光强与时间关系曲线半最大值全宽。

请计算以下两种光源的硅光纤每千米材料色散系数:

1)当光源采用工作波长为1.55μm、线宽为100nm的LED时;

2)当光源采用工作波长仍为1.55μm、但线宽仅为2nm的LD时。

2-8 材料色散、波导色散和色度色散

假如光源是线宽为Δλ1/2=2nm的1.55μmLD,请问纤芯直径2a=8μm时,每千米色散是多少?波长1.55μm为零色散的纤芯直径又是多少?已知λ=1.5μm时,Dm=10ps/(km·nm);a=4μm时,Dw=-6ps/(km·nm)。