内容发布更新时间 : 2024/12/26 23:17:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

6、纵模的频率间隔是： ? f?2nL

c纵模波长间隔与频率间隔关系： ?f???2?---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 【计算题】 c?f?理论指出，LD的纵模频率间隔 2 nL ，其中n是谐振腔内半导体材料的折

射率，L是谐振腔长度。若某一GaAs激光二极管的λ=850nm，L=0.5mm，n=3.7，试求该激光器的纵模波长间隔。 解： 222??0.85 ????f???0.195?10?3μm?0.195nm c2nL2?3.7?500---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7、半导体激光器发射波长：

8、半导体激光器温度特性：

①阈值电流??th随温度的升高而加大

②外微分量子效率????随温度的升高而减小

温度升高时，??th增大，????减小，输出光功率明显下降，达到一定温度时，激光器就不激射了。

图3.12示出脉冲调制的激光器，由于温度升高引起阀值电流增加和外微分量子效率减小，造成的输出光功率特性P-I曲线变化。

图3.12 P-I曲线随温度的变化

9、发光二极管（LED）

①发光二极管（LED）的工作原理与激光器（LD）不同，LD发射的是受激辐射光，LED发射的是自发辐射光；

②LED与LD结构相似，采用双异质结（DH）结构；

正面发光型LED

③LED分类

侧面发光型LED

④和激光器相比，发光二极管输出光功率较小，光谱宽度较宽，调制频率较低； 但发光二极管性能稳定，寿命长，输出光功率线性范围宽，而且制造工艺简单，价格低廉； LED在小容量短距离系统中发挥重要作用。

10、光检测器：①PIN光电二极管；②雪崩光电二极管（APD）。 ①PIN光电二极管：两侧是掺杂浓度很高的P型和N型半导体； ②雪崩光电二极管（APD）：增加了一个附加层，倍增区或增益区，以实现碰撞电离产生二

次电子－空穴对。

增加了一个倍增区

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c1eV=1.6?10?19J

11、光耦合器主要特性

PoutiILi??10lg② 插入损耗IL： ( dB ) ②附加损耗EL： EL??10lgPin

?Pijouti(dB)in?P③分光比或耦合比CR： CR ? out ? 100% ④（隔离度）方向性I：I ??10lgt(dB)Pin Pouti

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PP?【计算题】

2×2双锥形光纤耦合器的输入功率为Pin=200μW,另外三个端口的输出功率分别为P1=90μW，P2=85μW，P3=6.3nW，试计算光纤耦合器的主要性能参数。 解：分光比（耦合比）为: ?90?端口1 ?1????100%?51.43% ?90?85?

?85? 端口2 ?2????100%?48.6??85??

?90+85?附加损耗为: EL=-10log??=0.58dB?200?

?90?输入端口到端口1的插入损耗 IL??10log???3.47dB ?200?

?85?输入端口到端口2的插入损耗 IL??10log???3.72dB

200??

?200? 隔离度??10log?= -45dB-3??6.3?10?

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12、光隔离器

①隔离器是一种非互易性器件；

②作用：只允许光波往一个方向传输,阻止光波往其他方向特别是反方向传输 ③插入损耗和隔离度是隔离器的两个主要参数

④插入损耗值为1dB，隔离度的典型值为40--50dB。

第四章 光端机

1、光端机包括光发射机和光接收机，为光纤通信系统的基本部件 2、数字光发射机方框图：主要有光源和电路两部分

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3、 定义：输出光脉冲与注入电流脉冲之间存在一个时间延迟，称为电光延

迟时间 td，数量级一般为ns（纳秒）

①电光延迟 结果：限制调制速率

产生“码型效应”：使“0”码过后第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度

减小，严重时可能使单个“1”码丢失。

如何消除“码型效应”：“过调制”补偿方法，增加直流偏置电流

②张弛振荡：定义：输出光脉冲出现幅度逐渐衰减的振荡

结果：限制调制速率

③自脉动：定义：某些激光器在脉冲调制甚至直流驱动下，当注

入电流达到某个范围时，输出光脉冲出现持续

等幅的高频振荡， 这种现象称为自脉动现象。

4、温度控制方框图： 激光器 热导

致冷器

5、自动温度控制（ATC）电路原理：

【简答题】分析ATC电路原理：

答：由R1、R2、R3和热敏电阻RT组成“换能”电桥，通过电桥把温度的变化转换为电量的变化。运算放大器A的差动输入端跨接在电桥的对端，用以改变三极管V的基极电流。在设定温度（例如20℃）时，调节R3使电桥平衡，A、B两点没有电位差，传输到运算放大器A的信号为零，流过致冷器TEC的电流也为零。当环境温度升高时，LD的管芯和热沉温度也升高，使具有负温度系数的热敏电阻RT的阻值减小，电桥失去平衡。这时B点的电位低于A点的电位，运算放大器A的输出电压升高，V的基极电流增大，致冷器TEC的电流也增大，致冷端温度降低，热沉和管芯温度也降低，因而保持温度恒定。

这个控制过程可以表示如下：

T（环境）↗ → T（LD、热沉）↗ → RT↘ → I（致冷器）↗ → T（LD）↘

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热敏电阻 控制电路 6、光接收机

①组成：光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器和自动增益控制（AGC）电路。

②主要性能指标：灵敏度和动态范围 a.灵敏度： ????=10lg

Pmin（W）

10?3（dBm） （Pmin为输入最小光功率）

b.动态范围（DR）：在限定的误码率条件下，光接收机所能承受的最大平均接收光功率Pmax

和所需最小平均接收光功率Pmin的比值，用dB表示。 ????=10lgPmax （dB）

min

P

接收机的最大允许平均接收光功率与最小平均接收光功率之差：

D?Pmax?Pmin第五章 数字光纤通信系统

1、数字光纤通信系统两种传输体制：准同步数字系列（PDH）和同步数字系列（SDH）。 2、同步数字系列（SDH）传输网，由SDH终接设备（或称SDH终端复用器TM）、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元以及连接它们的（光纤）物理链路构成。 3、SDH帧结构： 一个STM-N有9行，每行由270×N个字节组成

段开销（SOH）

SDH帧结构组成 信息载荷（Payload） 管理单元指针（AU-PTR）

在Payload中包含少量字节用于通道的运行、维护和管理，这些字节称为通道开销（POH） 4、复用原理：

将低速信号复用成高速信号的方法有两种：①正码速调整法；②固定位置映射法。

5、SDH采用载荷指针技术，结合了正码速调整法和固定位置映射法的优点，付出的代价是要对指针进行处理。超大规模集成电路的发展，为实现指针技术创造了条件。 6、SDH基本复用单元

标准容器（C-n） 虚容器（VC-n）

SDH基本复用单元包括 支路单元（TU-n）、支路单元组（TUG-n） 管理单元（AU-n）、管理单元组（AUG-n） （n为PDH系列等级序号）？

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