光纤光学

1.光纤光栅：通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生周相同周期性调制而形成的衍射光栅。按周期分为短周期光栅光纤（接近1微米）和长周期光栅光纤（几十至几百微米）；按波导结构分为均匀光纤光栅、闪耀光纤光栅、变迹光纤光栅、相移光纤光栅等七种；按形成机理分为光敏性和光弹性；按材料分为石英玻璃光纤光栅和聚合物光纤光栅。

2.光纤滤波器：采用特殊的光纤结构，从不同波长的光波中选出特定波长光波的器件。

3.光子晶体：是指在光波波长的尺度下人为地在高折射率材料的某些位置上制造周期性分布低折射率材料而形成的晶体。

4.光纤耦合器：又称分歧器、连接器，是用于实现光信号分路和合路，或用于光纤链路的元件。

5.无源器件：如果电子元件工作时，其内部没有任何形式的电源存在，则这种器件称为无源器件；光连接器、光耦合器、光开关、光衰减器、光隔离器、光滤波器和波分复用器等。有源器件：如果电子元件工作时，其内部有电源存在，则这种器件称为有源器件：光纤激光器和光纤放大器。

6.四波混频：一个或几个光波的光子被湮灭，同时产生几个不同频率的新光子，且在此参量作用过程中，净能量和动量守恒，此过程被称为四波混频。

7.子午光线：通过光纤中心轴的任何平面都被称为子午面，位于子午面内的光线则称为子午光线。

8.数值孔径：入射媒质折射率与最大入射角的正弦之积。

9.掺杂铒离子光纤激光器：与一般激光器原理相同，也是由激光介质和谐振腔构成，此处激光介质是掺杂光纤，谐振腔则是由高反射率反射镜M1和M2组成的F-P腔；掺铒光纤可产生波长为1.55微米的激光。

10.全内反射（全反射）：当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质时，如果入射角大于某一临界角θc（光线远离法线）时，折射光线将会消失，所有的入射光线将被反射而不进入低折射率的介质。

11.光纤成分及其纤芯数量级：光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，其基本结构是两层圆柱状介质，内层为纤芯，外层为包层；传输原理是‘光的全反射’。在多模光纤中，芯的直径是50μm和500μm两种，而单模光纤芯的直径为2μm~12μm。

12.连接器作用：在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。

13.子午光线所引起的最大时延差：指发送端发出信号到接收端收到信号所花费的时间，叫时延。最大时延减最小时延叫时延差。△τmax≈n*L/c*NA

14.光纤耦合熔锥法：

将两根裸光纤靠在一起，用高温火焰加热使之融熔化，同时在光纤两端拉伸光纤，使光纤熔化区变成锥形过滤区，从而构成耦合器。

1.激光器和光纤耦合效率低，如何提高？

答：耦合方式有直接耦合和用透镜耦合；前者只要光纤端面离光源足够近，激光器发出的光都能照射到光纤端面；或距离S适当，全部光功率都能进入光纤，就能提高耦合效率；后者可以把光纤端面做成一个半球形，相当于加了透镜，其效果是增加光纤的孔径角；也可以利用球透镜和柱透镜的组合进一步提高耦合效率。

2.光线理论和和波动理论使用范围、区别、求解方式？

3.光纤Bragg光栅的理论模型和原理？

答：由于光纤芯区折射率周期变化引起光钎传输特性的改变，导致某一波长的光波发生相应的模式耦合，使得其透射光谱和反射光谱对该波长出现奇异性。4.导模截止的条件和物理意义及分类？

5.麦克斯韦方程组及其物理意义？

答：，表明变换的磁场产生电场；

，表明传导电流和变化的电场都能产生磁场；

，表明电荷产生电场；

，表明磁场是无源场，磁感线总是闭合曲线。

6.光纤通信比电缆通信的优点有哪些？

(1)通信容量大、传输距离远；

(2)信号干扰小、保密性能好；

(3)抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰；

(4)光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输；

(5)环境保护好，有利于节约有色金属铜。6寿命长.

7.什么是光纤截止波长?哪些模式可以传输？其先后顺序？

答：指的是单模光纤通常存在某一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光纤只能传播一种模式(基模)的光，而在该波长之下，光纤可传播多种模式(包含高阶模)的光。多模光纤和单模光纤，先多模后单模。

8.哪两个问题的解决迎来了光纤通信的时代？

答：①1966年，美籍华人高锟博士提出光纤通信理论；

②低损耗光纤和小型光源的问世。

9.电磁场导模如何分类？

答：TEM模，。模式只有横向分量，而无纵向分量；

TE模或TM模。模式只有一个纵向分量；

HE模或EH模，模式的的两个纵向分量都不为零。

10.光纤损耗有哪些？有什么特征？产生的原因？哪种损耗可以避免，哪种不能避免？

答：损耗分为固有损耗和使用损耗。其中固有损耗：材料损耗、波导损耗、工艺缺陷；使用损耗：成缆阶段、使用阶段；

前者由制作过程产生，后者由使用引起；前者不能避免，后者可以避免。

11.光纤色散有哪些？分别在哪种光纤中出现？

答：模式色散（多模光纤）、波导色散（单模光纤）、材料色散（单模光纤）、偏振色散（单模）。

12.单模光纤中传输哪些模式？

答：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

13.U、V、W的关系，分别的物理意义及含义？

答：U：导模在芯区中的驻波场的横向震荡频率；W：导模在包层中消逝的衰减速度；V：归一化频率；

V的平方等于U的平方和W的平方之和。

14.模式传输的优先级？

答：多模光纤传输设备所采用的光器件是LED，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LED和增强LED——ELED；单模传输设备所采用的光器件是LD，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反馈光器件）。单模光纤>多模光纤。

15.光源和光纤的耦合方式

1.直接耦合

2.透镜耦合包括：端面球透镜耦合、柱透镜耦合、凸透镜耦合、圆锥形透镜耦合、异性透镜耦合

16.影响耦合效率的因素：

对于光纤：纤芯直径，数值孔径，截至波长，偏振特性

对于光源：发光面积，发光的角分布，光谱特性，输出功率，偏振特性。

17常用的光纤传输窗口：

传输窗口指的是光纤传输光信号时的几个常用光的波长，850nm用作短距离传输，多模光缆适用。在光纤传输1310nm的光波长时色散最小，在光纤传输1550nm的光波长时损耗最小，单模光缆适用。就这3个窗口。

18.耦合效率：在光纤传输中,接口另一边光功率与一边的光功率之比。

19.光纤的折射率[纤芯，包层]，相对折射率差。

20.光线轨迹的证明。书上例题。

21.应该是选择题光纤损耗的特征、计算、损耗原因、哪些损耗是可以避免的，