光电子技术新增题目及答案
4页1、8.使用棱镜耦合将光耦合进入单模光纤中,若棱镜系统的数值孔径NA是0.3, 光源波长是532.8nm,如果想要单模光纤与棱镜系统的数值孔径匹配,则其纤芯 最大可以是多少?试从结果讨论其可行性。答:单模光纤需要满足: * N.A a a4.28umcN . A.一般单模光纤的纤芯在10um左右,如果纤芯太小,会增加传输损耗,不能进行长距离的传输,所以在设计光纤通信系统时需要注意纤芯以及耦合方式的设计。15在弱传导近似下,利用公式(5.97)计算EH模和HE模的截止条件,并利1131用标量模理论解释其物理原因。对于EH模,其截止公式为:J (U) = 0,查表得到:U =3.83211 1 11对于HE模,其截止公式为:J (U) = 0(弱传导近似结果)其截至条件为U =3.832;31111这里注意一下由于J (0)二0所以不能取U=0的根3利用标量模近似分析,EH模和HE模同属于LP模11312117 如果在-拍长的两个自聚焦透镜对之间的准直光路中插入法拉第旋光器和4 两个偏振器,就可以做成光纤隔离器,如下图所示,简要说明其原理。法拉第 旋光器偏振器偏振器6=00=4 亍见 P211
2、左侧入射的光束经过聚焦纤维透镜之后成为大致平行的光束,经过0 = 0o偏振镜 后,偏振方向被调制到与光轴平行,继续经过法拉第旋光器后偏振方向旋转 45 度,正好通过0 = 45o偏振片与另一侧(右侧)聚焦纤维透镜耦合。反射光会再次经过旋光器,偏振继续旋转45度,成为垂直于光轴的方向,不能通过0 = 0o的 偏振器,从而隔离反射光。18. ( a)单模光纤在x- z平面内弯曲时产生应力双折射,对于石英光纤有8 n = An -An = -0.133()2,这里a为光纤芯半径,R为光纤弯曲半径,若用一 x yR个光纤圈构成1波片,九二0.63 pm,a二位5卩m时,R应为多大?对于这种弯折4型的光纤器件,设计时应注意什么问题?(b)若使用POTDR法对这种光纤圈进行拍长测量,系统中使用到的偏振分束器 作用是什么?参考光纤中的偏振演变效应,试设计一套采用逐段剪断法测量光 纤拍长的系统。1TTC对于4波片巒L飞L = 2欣,可得R =心。心X上=稣m1. 弯曲后会引入弯曲损耗,注意考虑功耗的问题,以及数值孔径的匹配问题;2. 注意考虑材料的应力系数,是否可以这样弯折。(b)P244,偏振分束器
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