光纤复习资料

光纤通信：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 通信光纤的材料：二氧化硅。

三个低能耗窗口：0.85um 1.31um 1.55um 点对点：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信宿恢复用户信息。

光纤通信的优点：1传输频带宽，通信容量大；2传输损耗小，中继距离长；3保密性能好。缺点：1不能远距离传输；2传输过程易发生色散。 光纤的结构：光纤由 涂覆层、纤芯、包层 组成。 分析光纤原理常用方法：几何光学法【射线理论】

光纤的分类：1按照光纤横截面折射率分布不同来划分：阶跃型（渐变型）光纤；

2按照纤芯中传输模式的数量划分：单模（多模）光纤。

相对折射指数差： Δ＝n12-n22/2n12=(n1-n2)/n1（弱导波光纤）

2数值孔径NA(定义)：表示光纤捕捉入射光线的能力。 NA?n12?n2?n12?

物理意义：数值孔径越大，就表示光纤捕捉射线的能力越强，效率越大。 单模光纤（定义）：在给定的工作波长上，只能传输单一基模的光纤。 色散位移光纤（DSF）：就是将零色散点移到1.55um处的光纤。 色散平坦光纤（DFF）：使光纤在整个光纤通信的长波段（1.3～1.6μm）都保持低损耗和低色散的光纤。

色散补偿光纤（DCF）：利用一段光纤来消除光纤中由于色散的存在使得光脉冲信号发生的展宽和畸变的光纤。

用时延来量化光纤的色散。

光纤的损耗原因：1吸收损耗；2散射损耗。

光纤通信的光源:半导体激光器（LD）和半导体发光二极管（LED）。 粒子数反转分布状态是物质产生光放大的必要条件。

光合物质的相互作用：1自发辐射；2受激吸收；3受激辐射

激光器的基本组成：1能够产生激光的工作物质；2泵浦源；3光学谐振腔。

半导体激光器产生激光的条件：1粒子束反转分布；2符合谐振条件；3符合阀值条件。 半导体激光器的工作特性：1阀值特性；2光谱特性；3温度特性。

半导体光电效应：光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现空穴。

响应时间：是指半导体光电二极管产生的光电流随入射光信号变化快慢的状态。 光纤放大器：非线性光纤放大器（如：拉曼放大器）和（EDFA）。

掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理：在泵浦源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数发转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。 EDFA的基本结构：由掺铒光纤、泵浦光源（主体部件）、光耦合器、光滤波器等组成。 光隔离器的基本原理是法拉第旋转效应。

光纤拉曼放大器（RFA）特点：1具有很宽的工作带宽（C波段，S波段，L波段）可实现全波段放大；2降低系统噪声指数；3无中继长距离传输。

对光发射机的要求；1光源发光波长要合适；2合适的输出光功率；3较好的消光比（EXT≤10%）；4调制特性好。

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