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长沙理工大学:《光电子学》课程教学资源(作业习题)第四章 光辐射在介质波导中的传播

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作业习避 第四章光辐射在介质波导中的传福 第四章光辐射在介质波导中的传播 1、对称平板波导和非对称平板波导结构如何定义? 2、估计厚度为d=44m、工作波长=0.8m的对称平板波导TE。模式单模传输 时,对折射率差的要求是多少? 3、在对称平板波导中,基模可以在任何频率下存在,但在非对称的平板波导中 则必须要求在入射光频率高于一定值是才能实现基模传输。如何解释该现 象? 4、计算m=1.52和n2=1.51的阶跃光纤的数值孔径。如果外部媒质是n=1的空 气,对于这种光纤,光线的最大入射角日是多少? 5、设光纤纤芯的半径是25m,折射率为m=1.46和m2=1.45,光纤的工作波长 为0.85m,求归一化频率及传播的模式数。若工作波长为1.3um,传播的模 式有多少? 6、光纤损耗由10dB/km分别降到1dB/km、0.2dB/km时,光传播1km后,光功 率各损失了百分之几? 7、阶跃光纤的芯层折射率n=1.52,包层折射率n2=1.51,若一条光线沿轴向 传播,另一条光线沿最大入射角入射。计算传播1km后,两光线的时延差。 8、单模光纤的纤芯折射率为m,=1.501,相对折射率为少1=0.005,工作波长为 lm,求纤芯的直径。 9、光纤的工作波长为0.85m,入纤光功率为0.5mW,光纤的衰减系数为 2dB/km,求传播4km后,以mW为单位的功率电平是多大? 10、一光信号在光纤中传播了500m后,其功率损失了85%,问以“dB/m”为 单位,该光纤的损耗是多少? 11、光信号的入纤功率是200uW,传输1km后,输出光功率为100uW。在继 续传输一段距离后,输出光功率只有25W,求该段距离的长度。 12、用射线分析方法讨论阶跃光纤中导波成立条件k,n,<B<kn,所代表的意 义。 13、说明光纤中模式与频率的关系、远离截止与接近截止的概念

作业习题 第四章 光辐射在介质波导中的传播 第四章 光辐射在介质波导中的传播 1、对称平板波导和非对称平板波导结构如何定义? 2、估计厚度为 = 4μmd 、工作波长λ0 = 8.0 μm 的对称平板波导 模式单模传输 时,对折射率差的要求是多少? TE0 3、在对称平板波导中,基模可以在任何频率下存在,但在非对称的平板波导中 则必须要求在入射光频率高于一定值是才能实现基模传输。如何解释该现 象? 4、计算 和 的阶跃光纤的数值孔径。如果外部媒质是 的空 气,对于这种光纤,光线的最大入射角 52.1 n1 = 51.1 n2 = n = 1 θ max是多少? 5、设光纤纤芯的半径是25μm,折射率为 46.1 n1 = 和 45.1 n2 = ,光纤的工作波长 为 85.0 μm,求归一化频率及传播的模式数。若工作波长为 3.1 μm ,传播的模 式有多少? 6、光纤损耗由 分别降到 、 时,光传播 1km 后,光功 率各损失了百分之几? /10 kmdB /1 kmdB /2.0 kmdB 7、阶跃光纤的芯层折射率n1 = 52.1 ,包层折射率 51.1 n2 = ,若一条光线沿轴向 传播,另一条光线沿最大入射角入射。计算传播 1km 后,两光线的时延差。 8、单模光纤的纤芯折射率为 501.1 n1 = ,相对折射率为Δn = 005.0 ,工作波长为 1μm,求纤芯的直径。 9、光纤的工作波长为 85.0 μm ,入纤光功率为 0.5mW,光纤的衰减系数为 /2 kmdB ,求传播 4km 后,以 mW 为单位的功率电平是多大? 10、一光信号在光纤中传播了 500m 后,其功率损失了 85%,问以“ ”为 单位,该光纤的损耗是多少? / kmdB 11、光信号的入纤功率是 200 μW ,传输 1km 后,输出光功率为 100 μW 。在继 续传输一段距离后,输出光功率只有 25 μW ,求该段距离的长度。 12、 用射线分析方法讨论阶跃光纤中导波成立条件 20 < β < nknk 10 所代表的意 义。 13、说明光纤中模式与频率的关系、远离截止与接近截止的概念。 1

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