《光纖通信》第3章復(fù)習(xí)思考題參考答案

1、原榮編著《光纖通信（第3版）》1第3章復(fù)習(xí)思考題參考答案31連接器和跳線的作用是什么？接頭的作用又是什么答：連接器是把兩個(gè)光纖端面結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間可拆卸（活動(dòng)）連接的器件。跳線用于終端設(shè)備和光纜線路及各種光無源器件之間的互連，以構(gòu)成光纖傳輸系統(tǒng)。接頭是把兩個(gè)光纖端面結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間的永久性（固定）連接。接頭用于相鄰兩根光纜（纖）之間的連接，以形成長距離光纜線路。32耦合器的作用是什么？它有哪幾種耦合器的功

2、能是把一個(gè)或多個(gè)光輸入分配給多個(gè)或一個(gè)光輸出。耦合器有T形耦合器、星形耦合器、方向耦合器和波分耦合器。33簡述波導(dǎo)光柵解復(fù)用器的工作原理陣列波導(dǎo)光柵由N個(gè)輸入波導(dǎo)、N個(gè)輸出波導(dǎo)、兩個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的N?N平板波導(dǎo)星形耦合器以及一個(gè)平板陣列波導(dǎo)光柵組成，如圖3.4.4所示。這種光柵相鄰波導(dǎo)間具有恒定的路徑長度差?L，由式（1.2.8）可知，其相鄰波導(dǎo)間的相位差為（3.4.6）??Ln???effπ2式中，?是信號波長，是路徑長度差，通常為幾

3、十微米，為信道波導(dǎo)的有效折射率，?Leffn它與包層的折射率差相對較大，使波導(dǎo)有大的數(shù)值孔徑，以便提高與光纖的耦合效率。輸入光從第一個(gè)星形耦合器輸入，在輸入平板波導(dǎo)區(qū)（即自由空間耦合區(qū)）模式場發(fā)散，把光功率幾乎平均地分配到波導(dǎo)陣列輸入端中的每一個(gè)波導(dǎo)，由陣列波導(dǎo)光柵的輸入孔闌捕捉。由于陣列波導(dǎo)中的波導(dǎo)長度不等，由式（3.4.6）可知，不同波長的輸入信號產(chǎn)生的相位延遲也不等。AWG光柵工作原理是基于馬赫曾德爾干涉儀的原理，即兩個(gè)相干單色光

4、經(jīng)過不同的光程傳輸后的干涉理論，所以輸出端口與波長有一一對應(yīng)的關(guān)系，也就是說，由不同波長組成的入射光束經(jīng)陣列波導(dǎo)光柵傳輸后，依波長的不同就出現(xiàn)在不同的波導(dǎo)出口上。此處設(shè)計(jì)采用對稱結(jié)構(gòu)，根據(jù)互易性，同樣也能實(shí)現(xiàn)合波的功能。上上上上上上上上上上上上上上12N......?L=上上neff?1?2?N...?N?1?2R2R上上上上上上oQ上上上上上圖3.4.3由陣列波導(dǎo)光柵（AWG）組成的解復(fù)用器路由器原榮編著《光纖通信（第3版）》336簡

5、述馬赫曾德爾幅度調(diào)制器的工作原理答：最常用的幅度調(diào)制器是在晶體表面用鈦擴(kuò)散波導(dǎo)構(gòu)成的馬赫曾德爾（MLiNbO3Z）干涉型調(diào)制器，如圖3.5.5所示。使用兩個(gè)頻率相同但相位不同的偏振光波，進(jìn)行干涉的干涉儀，外加電壓引入相位的變化可以轉(zhuǎn)換為幅度的變化。在圖3.5.5（a）表示的由兩個(gè)Y形波導(dǎo)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，在理想的情況下，輸入光功率在C點(diǎn)平均分配到兩個(gè)分支傳輸，在輸出端D干涉，所以該結(jié)構(gòu)扮演著一個(gè)干涉儀的作用，其輸出幅度與兩個(gè)分支光通道的相位

6、差有關(guān)。兩個(gè)理想的背對背相位調(diào)制器，在外電場的作用下，能夠改變兩個(gè)分支中待調(diào)制傳輸光的相位。由于加在兩個(gè)分支中的電場方向相反，如圖3.5.5（a）的右上方的截面圖所示，所以在兩個(gè)分支中的折射率和相位變化也相反，例如若在A分支中引入的相位???變化，那么在B分支則引入相位的變化，因此A、B分支將引入相位?的變化。????假如輸入光功率在C點(diǎn)平均分配到兩個(gè)分支傳輸，其幅度為A，在輸出端D的光場為（3.5.5）??????tAtAtAE???

7、???coscos2coscosoutput?????輸出功率與成正比，所以由式（3.5.5）可知，當(dāng)時(shí)輸出功率最大，當(dāng)2outputE0??2π??時(shí)，兩個(gè)分支中的光場相互抵消干涉，使輸出功率最小，在理想的情況下為零。于是（3.5.6）??????2outoutcos0?PP圖3.5.5馬赫曾德爾幅度調(diào)制器由于外加電場控制著兩個(gè)分支中干涉波的相位差，所以外加電場也控制著輸出光的強(qiáng)度，雖然它們并不成線性關(guān)系。3.7什么是差分正交相移鍵控