光纤综合练习题及答案
西安邮电学院高等函授
《光纤通信原理》综合练习题
（适用二年级通信工程专升本、四年级计通移动专科、五年级通信工程本科）一．填空题
1．光波在均匀介质里，沿-------传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生------和------现象。
2．所谓的光纤通信是指-----------------------------------------------------------------的一种通信方式。3．光纤通信的主要优点是-----------------------、--------------------------------、------------------------、----------------------、-----------------------、---------------------。
4．光纤通信与电通信方式的主要差异有两点：--------------------------------------------------------、-----------------------------------------------------------。
5．目前实用的光纤通信系统普遍采用的是----------------------------------------------的光纤通信系统。
6．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为-------------------和-------------------------。按照传输模式的多少来分，可分为--------------------------------和--------------------------。
7．相对折射指数差的表示式为-------------------------------------。
8．光纤的数值孔径是表示----------------------------------------------------------------------定义式为------------------------。
9．在弱导光纤中，光射线几乎与---------------平行，因此，弱导光纤中的E和H分布是--------------------------------。
10．光纤的径向归一化相位常数U表明------------------------------------------------，而光纤的径向归一化衰减常数W表明----------------------------------------------------------。
11.渐变型光纤的本地数值孔径的定义为
---------------------------------------------------------------------。
12.当光纤中出现--------时，即认为导波截止。
13.平方律型光纤的折射指数表示式为-----------------------------------------------------------。
14.单模光纤是-----------------------------------------------。
15.在标量近似解中，阶跃单模光纤只传输-------------模。
16.光纤的传输特性有--------和---------。
17.光纤色散包括---------、---------和------------。
18.电子在不同能级上占据的几率服从-------------------统计分布规律，即--------------------------。
19.谐振腔的谐振条件是-----------------。
20.激光器的阈值条件是---------------。
21.光纤通信中半导体光源的主要作用是----------------，常用的种类有-------和-------。
22.LED和LD相比没有---------------------，发出的光为---------------。
23.光源的调制分为---------------和---------------。
24.常用的线路码型有---------、----------、----------、----------。
25.光电检测器在光纤通信系统中的作用是-----------，常采用的半导体光电检测器为------、--------。
26.暗电流是指--------------------------------------------------------------------------。
27.光电检测器的主要技术指标有----------、-----------、----------、----------。
28.光电检测器引入的噪声有------------------、-----------------------、---------------------------------。
29.响应度R0和量子效率η之间的关系式为---------------------。
30.PIN管在二极管的PN结上加-----------------------、LD和LED加------------------------。
31.监控系统为------------、-----------------和-------------------系统的简称。
32.常见的光纤局域网拓扑结构有---------------、---------------------和-------------------。
33.光纤数字传输系统的误码性能用----------------来描述，定义为----------------------------------------------------。
34.可靠性是指---------------------------------------------------------------------------------------------。
35.产品的可靠度是指产品在-----------------------------------------------------------------------。
36.要达到稳态模分布需要配置的设备有-----------------、-------------------、-------------------------。
37.所谓光纤损耗是指----------------------------------------------------------------------------、通常用----------------表示，衰减系数的定义为------------------------------------------。
38.光纤损耗的测量方法有----------------、-------------------、----------------------------。
39.色散系数的定义式为-----------------------------。
40.光端机光接口的测试指标有--------------------------------------、------------------、------------------------、---------------------。
41.光纤通信系统测量的指标有-----------和--------------。
42.抖动性能指标有-----------------、-----------------------------------------、----------------------。
43.光放大器可分为--------------------------------和----------------------------。
44.光纤通信复用技术主要分为-----------------------和---------------------------两大类。
二．画图题
1.画出光纤数字通信系统的组成
2.画出半导体激光器的P-I曲线，并解释其含义。
3.画出光发射机原理方框图，并说明各部分的主要功能。
4.画出LD进行数字信号内调制原理图。
5.画出LED进行数字信号内调制原理图。
6.画出光接收机的组成方框图，并说明各部分的主要功能。
7.画出中继器组成方框图，并说明各部分功能。
8.画出OTDR原理图，并解释各部分的作用。
9.画出EDFA的结构示意图，并描述各部分的主要作用。
三．回答问题
1.什么是导行波，什么是辐射波？
2.什么是全反射，全发射的条件是什么?
3.证明：阶跃型光纤的数值孔径等于最大入射角的正弦
4．什么是弱导光纤，为什么标量近似解只适用于弱导光纤？
5．什么说采用渐变型光纤可以减小光纤的色散？
6．什么是自聚焦现象？
7．说明造成光纤损耗的原因。
8．说明色散的概念及可用什么方法来描述。
9．解释光纤中的模式色散、材料色散及波导色散。
10．什么是色散位移单模光纤。
11．什么是非零色散光纤。
12．什么是色散平坦光纤。
13．什么是色散补偿光纤。
14．光与物质间的作用有哪三种基本过程。
15．自发辐射的光有什么特点。
16．受激辐射发光有什么特点，什么叫全同光子。
17．什么叫粒子数反转分布。
18．构成激光器必须具备什么条件。
19．异质结激光器是怎样降低阈值电流的。
20．说明半导体激光器产生激光的机理。
21．解释激光器模式的含义，何为单纵模激光器。
22．试比较LD与LED的工作特性和特点。
23．选择码型应满足的主要要求是什么。
24．对光发射机有哪些要求
25．说明光接收机前置放大器与主放大器功能区别。
26．什么是光接收机的灵敏度和动态范围。
27．简述半导体的光电效应。
28.说明光纤监控系统中，监控信号的传输方式有哪些。
29.说明光中继器的功能。
30.说明抖动的定义及描述方法。
31.说明故障率、平均无故障时间、可用率、失效率的定义。
32.DM、SES、ES这三个参数的平均时间百分数是如何定义的。
33.掺铒光纤放大器的主要优点是什么。
34.简述EDFA的工作原理
35.什么是波分复用技术，什么是密集波分复用。
36.光波分复用的系统结构有哪些，各具有何优缺点。
37.简述光波分复用通信技术的特点。
四．计算题
1.均匀光纤芯与包层的折射率分别为n1=1.5,n2=1.45 试计算：
(1)光纤芯与包层的相对折射率差。
(2)光纤的数值孔径。
2.已知均匀光纤芯的折射率n1=1.5，相对折射率差△= 0.01，芯半径a=25μm,试求：
(1)LP11模的截止波长。
(2)若0λ=1μm，计算光纤的归一化频率V以及其中传输模的模数量。
3.阶跃光纤，若n1=1.5，0λ=1.3μm 计算：
(1)若△= 0.25，为了保证单模传输，其芯径应取多大。
(2)若取a=5μm,为保证单模传输，△应取都多大。
4.阶跃光纤的相对折射率△=0.005，n1=1.5,当波长为1.3μm时，要实现单模传输，a应小于多少。
5.已知光纤的芯径2a=50μm，△=0.01，n1=1.45, λ=0.85μm,若折射率分布为阶跃型和平
方律型，求导模数目。
6.计算一个波长λ=1μm的光子能量，同时计算1MHz和1000MHz无线电波的能量
7.已知GaAs材料Eg=1.43Ev，求发射波长。
8.已知光功率为23.4*10-3W,光波频率为3.53*1014Hz，求单位时间传输的光子数。
9.有一个DH-GaAs-LD,腔长0.3mm，αi=1/mm,未镀端面的反射率为0.33,求：
当一个端面的反射率提高到100%,阈值系数降低多少。
10.一个SiPIN光电二极管在0.85μm波长上的量子效率为0.7，计算它的响应度。
11.光电二极管响应度为0.8A/W，波长为1.3μm,计算它的量子效率。
12.已知光纤通信系统光纤损耗为1dB/km，有10个接头，平均接头损耗为0.1dB,光源入纤功率为-4dBm，接收机灵敏度为-45dBm，且无配线架，系统总富余度为7dB，求最大中继距离。
13.设140M/S数字光纤系统发射光功率为-3dBm, 接收灵敏度为-38dBm，系统富余度为4dB，连接器损耗为0.5dB/对，平均接头损耗为0.05dB/km,光纤衰减系数为0.4dB/km，光纤损耗余量为0.05dB/km，计算中继距离L.
14.根据上题的计算结果，设线路码传输速率B=168Mb/s,单模色散系数D=5ps/nm.km,问该系统应采用谱线宽度为多少的多纵模激光器。
15.某光纤通信系统，其发送光功率为-4dBm，光接收机灵敏度为-40 dBm，设备富余度为6 dBm，光缆富余度0.1dB/km，光纤接头损耗为0.2dB/km，且不考虑色散的影响，求当无光缆配线架时，如果希望最长中继距离为60km光缆的衰减系数。
(2)平均故障时间
(3)若平均故障修复时间为4小时，求系统的失效率。
17.若上题中的系统为1：1的主备系统，在系统发送和接收端各存在一个转换设备，转换设备的故障率为200fit(一端)，平均故障修复时间为4小时，求此系统的失效率。
18.如果在无备用系统情况下，容许5000km光纤通信系统双向全程每年4次全阻故障，那么280km的数字段双向全程每年允许出现的全阻故障是多少次。如果设每年修复时间为6小时，则此数字段的可用率为多少。
19.某光源发出全1码时的功率为1000μW,全0码时的功率为60μW，若信号为伪随机序列，问光源输出的平均功率和消光比各为多少。
20.若测试出某光端机的接收灵敏度为-50dBm(BER=10-10),则该光端机的最小接收光功率Pr 为多少?
21. 已知某光端机的接收灵敏度为-40dBm(BER=10-11)，动态范围为25dB，若接收光功率为2μW，问系统能否正常工作，为什么。
22．某四次群光纤通信系统，若要求平均误码率为10-11，问在5分钟内允许误码的码元数是多少个。
23．有一三次群光缆通信系统，全长280km，当采用在三次群接口上对端环回，本端测量的方法观测全程24小时误码时，误码仪每秒纪录一次误码，其结果如下表
试求：（1）系统的平均误码率
（2）系统的三次群误码性能参数（DM,SES,ES）
西安邮电学院高等函授 《光纤通信原理》综合练习题答案
（适用二年级通信工程专升本、四年级计通移动专科、五年级通信工程本科）
一．填空题
1．直线 反射 折射
2．利用光纤传输光波信号
3．传输频带宽、通信容量大、传输损耗小、抗电磁干扰能力强、线径细重量轻、资源丰富 4．光作为传输信号、光缆作为传输线路 5．强度调制-直接检波（IM/DD ）
6．阶跃型光纤、渐变型光纤，单模光纤、多模光纤 7．21
2
2
2
12n n n -=
?
8．光纤捕捉光射线能力的物理量 2
221n n NA -=
9．光纤轴线、一种近似的TEM 波
10．在纤芯中，导波沿径向场的分布规律；在光纤包层中，场的衰减规律 11．射入纤芯某点r 处的光线的数值孔径。 12．辐射模
13．2
/12
]
)(21)[0()(a r
n r n ?-=
14．在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤 15．LP 01
16．损耗 色散
17．材料色散 波导色散 模式色散 18．费米-狄拉克 kT
E E f e
E f /)(11)(-+=
19．nL
cq f 2=
20．2
11ln 21R R L
G i +
==αα
21．电光转换 LD LED
22．光学谐振腔 荧光/自发辐射光 23．内调制 外调制
24．mBnB 伪双极性（CMI 和AMI ）
mB1P mB1C mB1H
25．光电转换 PIN APD
26．在无光情况下，光电检测器仍有电流输出
27．响应度R 0和量子效率η 响应时间 暗电流I D 雪崩倍增因子 倍增噪声和过剩噪声系数F(G)
28．量子噪声 暗电流噪声 雪崩管倍增噪声
29．)(
0e
hf R =η
30．反向电压 正向偏压 31．监视 监测 控制 32．总线型 环形 星型
33．误码率 BEB=错误接收的码元数/码元传输总数
34．产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力 35．规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率 36．扰模器 滤模器 包层模剥除器
37．光功率随着传输距离的增加而按指数规律衰减 衰减系数 )
()(lg
1021Z P Z P L
=α
dB/km
38．截断法 插入法 后向散射法 39．λ
λτd d L
P )(1=
40．平均发送光功率 消光比 接收机灵敏度 动态范围 41．误码 抖动
42．输入抖动容限 无输入抖动时的输出抖动容限 抖动转移特性 43．半导体光纤放大器 光纤放大器 44．光波复用 光信号复用 二．画图题 1．P24 2．P92 3．P107 4．P99 5．P98 6．P118 7．P133 8．P190 9．P258
三．回答问题
1．电磁波的能量被限制在波导芯子和芯子附近，并且沿与界面平行的方向传输，被介质表面所导行的电磁波称为导行波，简称导波。平面波入射到两介质分界面，不满足全反射条件，形成部分反射，即一部分能量返回介质1中，另一部分透射到介质2中，将这种波叫做辐射波。
2．在两种介质交界面时，将发射反射和折射，若入射角大于临界角，则电磁波由界面全部反射回第一种物质，由界面全部反射回第一种物质的现象称为全反射。 全反射条件：n 1>n 2 θ1>θc 。
3．P30
4．当n 1和n 2差别极小时的光纤，叫做弱导光纤。因为在弱导光纤中，n 1≈n 2，θ→900，即光射线几乎与光线轴平行，才可形成导波，可按平行平面波近似处理（TEM 波），其极化方向在传输过程中保持不变，因此，可按标量进行处理。非弱导光纤中，极化方向会发生改变，因此不能运用标量近似解。
5．渐变型光纤的折射指数分布不均匀，因此光射线的轨迹将不再是直线，当射线起始条件不同时，将有不同的轨迹存在。渐变型光纤利用n随r变化的特点，消除了模式色散。6．渐变型光纤中不同射线，具有相同轴向速度的现象，称为自聚焦现象。
7．吸收损耗：本征吸收，杂质吸收（过渡金属离子和氢氧根离子）。散射损耗：瑞利散射损耗，材料不均匀所引起的散射损耗，非线性散射。
8光脉冲在通过光纤传播期间，其波形在时间上发生了展宽，这种现象就称作色散。色散用时延差来描述。
9．波导色散：是对于光纤某一个模式而言，在不同的频率下，相位常数β不同，使得群速度不同而引起的色散。
模式色散：是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数βmn不同，因此群速度不同而引起的色散。
材料色散：是由于材料本身的折射率随频率而变化，使得信号各频率成分的群速度不同引起的色散。
10．色散位移光纤（DSF）就是将零色散点移到1.55μm处的光纤。
11．所谓非零色散光纤是指光纤的工作点不是零色散点。在工作范围内，色散值较小，但不为零。
12．色散平坦光纤（DDF）是指在一个比较宽的波段内得到平坦的低色散特性。
13．色散补偿又称为光均衡，它主要是利用一段光纤来消除光纤中由于色散的存在，而使得光脉冲信号发生展宽和畸变。能够起到这种均衡作用的光纤称为色散补偿光纤（DCF）。14．自发辐射，受激辐射，受激吸收。
15．所发出光的频率，相位，偏振方向都不相同，是非相干光。
16．（1）发光过程不是自发的，而是收到外来光激发引起的。
（2）所发的光，频率相位，偏振方向，传播方向也相同，称为全同光子，是相干光。17．高能级的粒子数大于低能级的粒子数。
18．工作物质，能保证粒子数反转分布的激励能源――泵浦源，光学谐振腔。
19．（1）增加了位垒，对载流子进行了限制
（2）在界面上出现了n的突变，限制了光波。
20．当P-N结上外加的正偏压足够大，使注入结区的电子足够多时，由于出现了粒子数反转分布状态，使得P-N结区将出现受激吸收的情况。这时，在与高能级相应的光子的激发下，就将使得高能级上的大量电子跃迁回低能级，同时放出大量的全同光子的光波,这个光波在由P-N结构成的光学谐振腔中来回反射,光强不断增加,经谐振腔选频作用,从而形成激光,谐振腔的两个反射镜,是由半导体材料的天然解理面抛光而成的.
21．激光器光学谐振腔中的电磁场分布状态叫激光器模式.沿光学谐振腔纵向有一系列的电磁场分布,对应于激光器的纵模,只有一个纵模的激光器叫单纵模激光器.
22．a.由于LED是属于自发辐射发光,因此,其谱线宽度要比LD宽的多. LD为受激辐射，线宽窄。
b.LED是无阈值器件,它随着注入电流的增加,输出光功率近似呈现性的增加,因此,在进.
行调制时,其动态范围大,信号失真小. LD为阈值器件。
c.LED发射出的光束的发散角较大,因此,与光纤的耦合效率也较低,一般它只适用于短距
离传输, LD与光纤的耦合效率高,适于长距离传输.
d..LED比LD的寿命长.
e.激光器的阈值电流随温度变化而变化,而LED是无阈值器件,因此,温度特性较好,一般
不需加温控电路,LD需加温控电路.
23 。a.避免信码流中出现长”0”和长”1”码
b.能进行不中断业务的误码检测.
c.尽量减少信码流中直流分量的起伏.
24 。1)光源的发光波长要合适
2)合适的输出光功率
3)较好的消光比EXT<=10%
4)调制特性好
25．前置放大器低噪声,高增益.
主放大器的作用: 1.将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的信号电平.
2.它还是一个增益可调节的放大器.
26．光接收机灵敏度这个指标,是描述接收机被调整到最佳状态时,在满足给定的误码指标条件下,接收机接收微弱信号的能力.
光接收机的动态范围,是在保证系统的误码率指标条件下,接收机的最低输入光功率和最大允许输入光功率之差.
27．半导体的光电效应是指如下情况: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，在价带中出现光空穴的效应。
28．1)在光缆中设专用金属线传监控信号
2)用光纤传输监控信号，这种方法又可分为如下两种方式
a:频分复用传输方式------脉冲调顶方法b:时分复用方式
29．光脉冲信号从光发射机输出经光纤传输若干距离以后，由于光纤损耗和色散的影响，将使光脉冲信号的幅度受到衰减，波形出现失真。光中继器，用以放大衰减的信号，恢复失真的波形，使光脉冲得到再生。
30．抖动又称相位抖动，定时抖动，它是数字传输中的一种不稳定现象，即数字信号在传输过程中，脉冲在时间间隔上不再是等间隔的，而是随时间变化的一种现象。
原则上可以用时间，相位，数字周期来表示，现在多数情况是用数字周期来表示。即一个码元的时隙为一个单位间隔，用符号UI来表示，也就是一个UI就是一个比特传输信息所占的时间。
31．故障率：指正常工作的产品在规定时间t之后，产品中丧失其规定的功能的产品所占比例，故此，有时故障率也称之为失效率。
平均无故障时间：两次故障之间的平均时间，即为平均无故障时间(MTBF)
可用率：指在系统总的工作时间内系统无故障工作时间的百分比
失效率：指在系统总的工作时间内，系统出现故障时间的百分比。
32 。BERav劣于1*10-6的分钟称为劣化分，用DM表示
BERav劣于1*10-3的秒称为严重劣化秒。
把有误码发生的秒称为误码秒。设可用时间为Su秒，在可用时间内,发现共有m个劣化分,n 个劣化秒,p个严重误码秒,则(m/M U)*100%,
(n/S U)*100%,(P/S U)*100%分别表示劣化秒,误码秒,严重误码秒的平均时间百分数.
33. 1)工作波长在1.53～1.56μm范围,与光纤最小损耗窗口一致
2)对掺铒光纤进行激励的泵浦功率低,仅需几时毫瓦,而拉曼放大器需0.5～1W的泵浦源
进行激励
3)增益高,噪声低,输出功率大.
4)连接损耗低,因为它是光纤型放大器,因此与光纤连接比较容易,连接损耗可低至0.1dB 34．铒离子有三个能级E1,E2,E3,其中E2为亚稳态。因而在泵浦光的作用下，可实现粒子数反转，当入射光信号的光子能量E=hf=E2-E1时，则亚稳态E2上的粒子将以受激辐射的形
式跃迁到基态E1上，并辐射出和入射光信号中的光子一样的全同光子，实现了对光信号的放大。图见P259
35．光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号,在发射端经复用器汇合,并将其耦合到同一根光纤中进行传输,在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离,然后由光端机做进一步的处理,使原信号复原.
当同一根光纤传输的光载波路数更多,波长间隔更小(通常小于0.8nm)时,波分复用系统称为密集波分复用系统.
36．光波分复用通信传输系统有单向和双向两种结构.
单向WDM 传输系统的扩容效率高,具有升级效应,同时并不要求对原有的光纤设施进行改动,而单根光纤的双向传输结构,具有简化传输网络等方面的优点. 结构图参见P267
37 。 1)光波分复用器结构简单,体积小,可靠性高
2)不同容量的光纤系统以及不同性质的信号均可兼容传输 3)提高光纤的频带利用率 4)可更灵活地进行光纤通信组网 5)存在插入损耗和串光问题 四．计算题 1．2
1
2
2
212n n n -=
?=
2
2
25
.1*245.15.1-=0.033
2
22
1n n NA -=
=0.384
2．=?=
1405
.222n a c πλ13.8μm
?=
-=
2221
2
2
2
1n a
n n a
V λ
πλπ=33.3
2
2
max
V
M
==554
3．?
≤
22405.21
n a πλ=0.469μm
1
2405.22an πλ≤
?=0.06638 0022.0≤?
4．?
≤
22405.21
n a πλ=3.32μm
5．?=
-=
2221
2
2
2
1n a
n n a
V λ
πλ
π=37.88
22
max
V
M
=
=717
4
2
max
V
M
=
=358
6．19
6
8
34
10
989.110
1100.310
63.6---?=???
?===λ
c
h
hf E J
7．λ
hc
E g = m E hc g
μλ867.043
.124.1==
=
8．3104.23-?==E nhf n=1*10-17 9．
1
2
1i 0mm
85.21
33.01ln
6
.011R R 1ln
L
21G -=?+
=+
α=1
2
1i 0mm
7.433
.033.01ln
6
.011R R 1ln
L
21G -=?+
=+
α=
10．W A hf
e R /48.07.010
31063.610
85.010
6.18
34
619
0=???????=
=---η
11．
%5.768.010
3.110
6.110
31063.66
19
834
0=???????=
=---e
hfR η
12．km A A
P M A A P P L f
s
d CR CT R T 331
7
1.010)45(4=-?----=
-
-----=∑
13．
km M
L A A P M
A A P P L c
f s f d
E
CR CT R T 8.6105
.04.005.05.04383/=++--+-=
++-----=
14．nm L
D B 24.261
516810
115.010
6
6
=???=
???=
?ελ
15．
α
α++-+-=
++-----=
=2.01.06404/60c
f s d
E
CR CT R T M
L A P M
A A P P L
km dB /2.0=α
16．3
9
10
12.13584
443584279000
10
11279000275002004202107000220000-?==
==?=ψ=
=?+?+??+?=ψ
=
ψ∑q MTTR BTBF fit s
L
s 小时，则若小时
17． s s s n q MTBF
MTTR q q q q n m n m +=+=+++=
ψ+2
2
0)
1(0
)(
)!
1(!)!(
6
9
2
3
1005.210
2004)1012.1(--?=?+
?=
18．
系统可分为;
5000/280=17.85 18段
则每段每年的全阻故障为 4/18=0.22 次
00015.024
365622.0=??=
q
%985.99=A
19．W P P T μ5002/11== 06.01000
601
0==
=
P P EXT
20．50)10lg(103
-==-R R P L
W P R μ01.0=
21．dBm 27)10
1102lg(
103
6-=??--
R R L L D -='
dBm L D L R R 154025'
-=-=+=
-15〉-27〉-40 正常工作
22．42.010********.139116=????- 23．
（1） 24小时内总误码为
500+1800+2400+2300+1200+600=8800
9
6
10
96.23600
2410368.348800
-?=???=
av
BER
（2） DM 门限
bit 206210
6010368.346
6
=???-
24小时内，DM 个数有一个
%069.060
241=?=
DM
SES 门限
bit 3436810
10368.343
6
=??-
SES=0
ES 的个数为6
%10
9.6%1003600
2463
-?=??=
ES
(完整版)集合练习题及答案-经典
集合期末复习题12.26 姓名 班级________________ 一、选择题（每题4分，共40分） 1、下列四组对象，能构成集合的是 （ ） A 某班所有高个子的学生 B 著名的艺术家 C 一切很大的书 D 倒数等于它自身的实数 2、集合{a ，b ，c }的真子集共有 个 （ ） A 7 B 8 C 9 D 10 3、若{1，2}?A ?{1，2，3，4，5}则满足条件的集合A 的个数是 （ ） A. 6 B. 7 C. 8 D. 9 4、若U={1，2，3，4}，M={1，2}，N={2，3}，则C U （M ∪N ）= （ ） A . {1，2，3} B. {2} C. {1，3，4} D. {4} 5、方程组 1 1x y x y +=-=-的解集是 ( ) A .{x=0,y=1} B. {0,1} C. {(0,1)} D. {(x,y)|x=0或y=1} 6、以下六个关系式：{}00∈，{}0??，Q ?3.0, N ∈0, {}{},,a b b a ? ， {}2 |20,x x x Z -=∈是空集中，错误的个数是 （ ） A 4 B 3 C 2 D 1 7、点的集合M ＝｛(x,y)｜xy≥0｝是指 ( ) A.第一象限内的点集 B.第三象限内的点集 C. 第一、第三象限内的点集 D. 不在第二、第四象限内的点集 8、设集合A=}{ 12x x <<，B=}{ x x a <，若A ?B ，则a 的取值范围是 （ ） A }{ 2a a ≥ B }{1a a ≤ C }{1a a ≥ D }{ 2a a ≤ 9、 满足条件M U }{1=}{1,2,3的集合M 的个数是 （ ） A 1 B 2 C 3 D 4 10、集合{}|2,P x x k k Z ==∈，{}|21,Q x x k k Z ==+∈， {}|41,R x x k k Z ==+∈，且,a P b Q ∈∈，则有 （ ） A a b P +∈ B a b Q +∈ C a b R +∈ D a b +不属于P 、Q 、R 中的任意一个 二、填空题 11、若}4,3,2,2{-=A ，},|{2A t t x x B ∈==，用列举法表示B 12、集合A={x| x 2+x-6=0}, B={x| ax+1=0}, 若B ?A ，则a=__________ 13、设全集U={} 22,3,23a a +-，A={}2,b ，C U A={}5，则a = ，b = 。 14、集合{}33|>-<=x x x A 或，{}41|><=x x x B 或，A B ?=____________. 15、已知集合A={x|20x x m ++=}, 若A ∩R=?，则实数m 的取值范围是 16、50名学生做的物理、化学两种实验，已知物理实验做得正确得有40人， 化学实验做得正确得有31人，两种实验都做错得有4人，则这两种实验都做对的有 人.
光纤通信 期末考试试卷(含答案)
2、光在光纤中传输是利用光的（折射）原理。 5、光纤通信系统中最常用的光检测器有：（ PIN光电二极管）、（雪崩光电二极管）。 6、要使物质能对光进行放大，必须使物质中的( 受激辐射 )强于( 受激吸收 )，即高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数。物质的这一种反常态的粒子数分布，称为粒子数的反转分布。 7、在多模光纤中，纤芯的半径越( 大 )，可传输的导波模数量就越多。 9、（波导色散）是指由光纤的光谱宽度和光纤的几何结构所引起的色散。 11、PDH的缺陷之一：在复用信号的帧结构中，由于( 开销比特 )的数量很少，不能提供足够的运行、管理和维护功能，因而不能满足现代通信网对监控和网管的要求。 12、光接收机的主要指标有光接收机的动态范围和（灵敏度）。 13、激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的（阈值条件）。 14、光纤的（色散）是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 15、误码性能是光纤数字通信系统质量的重要指标之一，产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和（噪声）。 二、选择题：（每小题2分，共20分。1-7:单选题，8-10：多选题） 4、CCITT于（）年接受了SONET概念，并重新命名为SDH。 A、1985 B、1970 C、1988 D、1990 6、掺铒光纤放大器（EDFA）的工作波长为（）nm波段。 A、1310 B、1550 C、1510 D、850 7、发光二极管发出的光是非相干光，它的基本原理是（）。 A、受激吸收 B、自发辐射 C、受激辐射 D、自发吸收 9、要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制（ B ）；
大学物理波动光学题库及标准答案
大学物理波动光学题库及答案
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一、选择题：（每题3分） 1、在真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A 、B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 (A) 1.5 λ． (B) 1.5 λ/ n ． (C) 1.5 n λ． (D) 3 λ． ［ ］ 2、在相同的时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和在玻璃中 (A) 传播的路程相等，走过的光程相等． (B) 传播的路程相等，走过的光程不相等． (C) 传播的路程不相等，走过的光程相等． (D) 传播的路程不相等，走过的光程不相等． ［ ］ 3、如图，S 1、S 2是两个相干光源，它们到P 点的距离分别为r 1和r 2．路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 1，折射率为n 1的介质板，路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2，折射率为n 2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于 (A) )()(111222t n r t n r +-+ (B) ])1([])1([211222t n r t n r -+--+ (C) )()(111222t n r t n r --- (D) 1122t n t n - ［ ］ 4、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某一路径传播到B 点，路径的长度为l ．A 、B 两点光振动相位差记为?φ，则 (A) l ＝3 λ / 2，?φ＝3π． (B) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3n π． (C) l ＝3 λ / (2n )，?φ＝3π． (D) l ＝3n λ / 2，?φ＝3n π． ［ ］ 5、如图所示，波长为λ的平行单色光垂直入射在折射率为n 2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e ，而且n 1＞n 2＞n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为 (A) 4πn 2 e / λ． (B) 2πn 2 e / λ． (C) (4πn 2 e / λ) +π． (D) (2πn 2 e / λ) -π． ［ ］ 6、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1＜n 2＜n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2 . (C) 2n 2 e －λ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． ［ ］ 7、如图所示，折射率为n 2、厚度为e 的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n 1和n 3，已知n 1< n 2> n 3．若用波长为λ的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束(用①与②示意)的光程差是 (A) 2n 2 e ． (B) 2n 2 e －λ / 2. (C) 2n 2 e －λ ． (D) 2n 2 e －λ / (2n 2)． P S 1 S 2 r 1 n 1 n 2 t 2 r 2 t 1 n 1 n 2 n 3 e λ n 2n 1n 3 e ①② n 2n 1n 3 e ①②
光纤通信课后习题参考答案邓大鹏
光纤通信课后习题答案 第一章习题参考答案 1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？ 答：第一根光纤大约是1950年出现的。传输损耗高达1000dB/km 左右。 2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。 答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。 系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。 中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。 3、光纤通信有哪些优缺点？ 答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。 第二章 光纤和光缆 1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？ 答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。 2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？ 答：（1）按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤（截止波长光纤）和G.655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。 （2）阶跃型光纤的折射率分布 () 2 1 ?? ?≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121? ????≥
光纤通信技术试题及答案2
试题2 《光纤通信技术》综合测试（二） 一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：，， ；最低损耗窗口的中心波长是在： 。 4、光纤的色散分为色散 色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：，， ；产生激光的最主要过程是： 。 6、光源的作用是将变换为；光检测器的作用是将 转换为。 二、单项选择题 1 光纤通信指的是：[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒 介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒 介的通信方式。
2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[ ] A 光功率无法传输； B 光功率的菲涅耳反射； C 光功率的散射损耗； D 光功率的一部分散射损耗，或以 反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光的放大是通过：[ ] A 光学谐振腔来实现； B 泵浦光源来实现； C 粒子数反转分布的激活物质来 实现； D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性：[ ] A 主要由起主介质作 用的石英光纤决定； B 主要由掺铒元素决 定； C 主要由泵浦光源决 定； D 主要由入射光的工 作波长决定 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤；
()光学题库及答案
光学试题库计算题 12401已知折射光线和反射光线成900角如果空气中的入射角为600求光在该介质中的速度。14402在水塘下深h处有一捕鱼灯泡如果水面是平静的水的折射率为n则从水面上能够看到的 圆形亮斑的半径为多少14403把一个点光源放在湖水面上h处试求直接从水面逸出的光能的百分比 忽略水和吸收和表面透镜损失。 23401平行平面玻璃板的折射率为厚度为板的下方有一物点P P到板的下表面的距离为,观察者透过玻璃板在P的正上方看到P的像求像的位置。 23402一平面平行玻璃板的折射率为n厚度为d点光源Q发出的近于正入射的的光束在上表面反射成像于'光线穿过上表面后在下表面反射再从上表面出射的光线成像于'。求'和'间的距离。 23403来自一透镜的光线正朝着P点会聚如图 所示要在P '点成像必须如图插入折射率n=的玻璃片. 求玻璃片的厚度.已知=2mm . 23404容器内有两种液体深度分别为和折射率分别为和液面外空 气的折射率为试计算容器底到液面的像似深度。 23405一层水n=浮在一层乙醇n=之上水层厚度3cm乙醇厚5cm从正方向看水槽的底好象在水面下多远 24401玻璃棱镜的折射率n=如果光线在一工作面垂直入射若要求棱镜的另一侧无光线折射时所需棱镜的最小顶角为多大24402一个顶角为300的三棱镜光线垂直于顶角的一个边入射而从顶角的另一边出射其方向偏转300 求其三棱镜的折射率。 24404有一玻璃三棱镜顶角为折射率为n欲使一条光线由棱镜的一个面进入而沿另一个界面射出此光线的入射角最小为多少24405玻璃棱镜的折射棱角A为60对某一波长的光的折射率为现将该棱镜浸入到折射率为4/3的水中试问当平行光束通过棱镜时其最小偏向角是多少
高一数学集合练习题及答案(人教版)
一、选择题（每题4分，共40分） 1、下列四组对象，能构成集合的是 （ ） A 某班所有高个子的学生 B 著名的艺术家 C 一切很大的书 D 倒数等于它自身的实数 2、集合{a ，b ，c }的真子集共有 个 （ ） A 7 B 8 C 9 D 10 3、若{1，2}?A ?{1，2，3，4，5}则满足条件的集合A 的个数是 （ ） A. 6 B. 7 C. 8 D. 9 4、若U={1，2，3，4}，M={1，2}，N={2，3}，则C U （M ∪N ）= （ ） A . {1，2，3} B. {2} C. {1，3，4} D. {4} 5、方程组 1 1x y x y +=-=- 的解集是 ( ) A .{x=0,y=1} B. {0,1} C. {(0,1)} D. {(x,y)|x=0或y=1} 6、以下六个关系式：{}00∈，{}0??，Q ?3.0, N ∈0, {}{},,a b b a ? ， {}2 |20,x x x Z -=∈是空集中，错误的个数是 （ ） A 4 B 3 C 2 D 1 7、点的集合M ＝｛(x,y)｜xy≥0｝是指 ( ) A.第一象限内的点集 B.第三象限内的点集 C. 第一、第三象限内的点集 D. 不在第二、第四象限内的点集 8、设集合A=} { 12x x <<，B=} { x x a <，若A ?B ，则a 的取值范围是 （ ） A } { 2a a ≥ B } { 1a a ≤ C } { 1a a ≥ D } { 2a a ≤
9、 满足条件M }{1=}{1,2,3的集合M 的个数是 （ ） A 1 B 2 C 3 D 4 10、集合{}|2,P x x k k Z ==∈，{}|21,Q x x k k Z ==+∈， {}|41,R x x k k Z ==+∈，且,a P b Q ∈∈，则有 （ ） A a b P +∈ B a b Q +∈ C a b R +∈ D a b +不属于P 、Q 、R 中的任意一个 二、填空题（每题3分，共18分） 11、若}4,3,2,2{-=A ，},|{2 A t t x x B ∈==，用列举法表示B 12、集合A={x| x 2 +x-6=0}, B={x| ax+1=0}, 若B ?A ，则a=__________ 13、设全集U={ } 2 2,3,23a a +-，A={}2,b ，C U A={} 5，则a = ，b = 。 14、集合{}33|>-<=x x x A 或，{}41|><=x x x B 或，A B ?=____________. 15、已知集合A={x|2 0x x m ++=}, 若A ∩R=?，则实数m 的取值范围是 16、50名学生做的物理、化学两种实验，已知物理实验做得正确得有40人，化学实验做得正确得有31人，两种实验都做错得有4人，则这两种实验都做对的有 人. 三、解答题（每题10分，共40分） 17、已知集合A={x| x 2 +2x-8=0}, B={x| x 2 -5x+6=0}, C={x| x 2 -mx+m 2 -19=0}, 若B ∩C ≠Φ，A∩C=Φ，求m 的值 18、已知二次函数f (x )=2 x ax b ++,A=}{ }{ ()222x f x x ==,试求 f ()x 的解析式
光纤通信技术试题1及答案
一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：［Ｂ］ -－－-A—V>2、40５——--—－B－V〈２、405-——－－-C- V＞3、832————－D- Ｖ〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续，将会造成:[Ｃ］ A 光功率无法传输； B 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.
光学竞赛题(附答案)
光学竞赛题 O 'fl
光学竞赛题 一、选择题 1. （ 3分）细心的小明同学注意到这样一个问题：如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形; 而如果隔着窗玻 璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，而且，轻微摆动头部 让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动?产生这种现象的原因是（ ） A .玻璃上不同部位对视线的阻挡情况不同 B .玻璃各部分的透光度不均匀 C .玻璃各部分的厚度不均匀 D .玻璃上不同部位对光的反射不一样 2. （ 3分）如图所示，平面镜 0M 与ON 的夹角为0, 一条平行于平面 ON 的光线经过两个平面镜的多次反射后, 能够沿着原来的光 路返回，则两平面镜之间的夹角不可能是（ ） C . 10° 4. （ 3分）如图所示，竖直放置的不透光物体 （足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主 光轴垂直的物体 AB ，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜 MN ，镜面与凸透镜的主光轴垂直， B 、N 两点都在 主光轴上，AB 与 MN 高度相等，且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体 AB 的成像 情况是（ ） A .两个实像，一个虚像 B . 一个实像，两个虚像 C .只有一个虚像 D .只有一个实像 3. （3分）在探究凸透镜成像规律的实验中，我们发现像距 能 正确反映凸透镜成像规律的应该是（ ） v 和物距u 是一一对应的，在如图 所示的四个图线中 , A .图线A B .图线B C .图线C D .图线 D B . 15
5. （ 3分）如图所示，P 是一个光屏，屏上有直径为5厘米的圆孔.Q 是一块平面镜，与屏平行放置且相距 10厘米.01、 02是过圆孔 中心 0垂直于Q 的直线，已知 P 和Q 都足够大，现在直线 0102上光屏P 左侧5厘米处放置一点光源 D .丄米2 一7 6. （3分）如图（a ）所示，平面镜 0M 与0N 夹角为0,光线AB 经过平面镜的两次反射后出射光线为 CD .现将 平面镜0M 与0N 同 时绕垂直纸面过 0点的轴转过一个较小的角度 3,而入射光线不变，如图（b ）所示.此时经过 平面镜的两次反射后的出射光线将（ ） (a) (b) A .与原先的出射光线 B .与原先的出射光线 C .与原先的出射光线 D .与原先的出射光线 CD 平行 CD 重合 CD 之间的夹角为23 CD 之间的夹角为3 7. （ 3分）小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图象拍摄下来?由于会场比较暗，他 使用了闪光灯.这样 拍出来的照片（ ） A .比不用闪光灯清楚多了 B .与不用闪光灯的效果一样 C .看不清投影到屏幕上的图象 D .色彩被 闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条 &（ 3分）如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上（ ） A .有一个放大的墨点像 B .有一个缩小的墨点像 C . 一片漆黑 D .没有墨点的像 9. （ 3分）如图所示，水池的宽度为 L ,在水池右侧距离池底高度 H 处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左 下角产生一个光斑.已知 L=H ，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（ S ,则平面镜上的反射光在屏上形成的亮斑面积为（ 米2
光纤通信课后第2章习题答案
光纤通信课后第2章习题答案
第2章 复习思考题 参考答案 2-1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理 答：现以渐变多模光纤为例，说明多模光纤传光的原理。我们可把这种光纤看做由折射率恒定不变的许多同轴圆柱薄层n a 、n b 和n c 等组成，如图 2.1.2（a ）所示，而且 >>>c b a n n n 。使光线1的入射角θA 正好等于折射率为n a 的a 层和折射率为n b 的b 层的交界面A 点发生全反射时临界角()a b c arcsin )ab (n n =θ，然后到达光纤轴线上的O'点。而光线2的入射角θB 却小于在a 层和b 层交界面B 点处的临界角θc (ab)，因此不能发生全反射，而光线2以折射角θB ' 折射进入b 层。如果n b 适当且小于n a ，光线2就可以到达b 和c 界面的B'点，它正好在A 点的上方（OO'线的中点）。假如选择n c 适当且比n b 小，使光线2在B '发生全反射，即θB ' >θC (bc) = arcsin(n c /n b )。于是通过适当地选择n a 、n b 和n c ，就可以确保光线1和2通过O'。那么，它们是否同时到达O'呢？由于n a >n b ，所以光线2在b 层要比光线1在a 层传输得快，尽管它传输得路经比较长，也能够赶上光线1，所以几乎同时到达O'点。这种渐变多模光纤的传光原理，相当于在这种波导中有许多按一定的规律排列着的自聚焦透镜，把光线局限在波导中传输，如图2.1.1（b ）所示。
图2.1.2 渐变（GI）多模光纤减小模间色散的原理 2-2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型 答：作为信息传输波导，实用光纤有两种基本类型，即多模光纤和单模光纤。当光纤的芯径很小时，光纤只允许与光纤轴线一致的光线通过，即只允许通过一个基模。只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。用导波理论解释单模光纤传输的条件是，当归一化波导参数（也叫归一化芯径） V时，只有一种模式，即基模01LP（即零次模，.2 405 N= 0）通过光纤芯传输，这种只允许基模01LP传输的光纤称为单模光纤。 2-3 什么叫多模光纤？什么叫单模光纤 答：传播数百到上千个模式的光纤称为多模（MultiMode，MM）光纤。 2-4 光纤传输电磁波的条件有哪两个 答：光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外，还需满足传输过程中的相干加强条件。
高一数学集合练习题及答案--新版
高一数学集合全面知识点练习题及答案有详解 一、、知识点： 本周主要学习集合的初步知识，包括集合的有关概念、集合的表示、集合之间的关系及集合的运算等。在进行集合间的运算时要注意使用Venn图。 本章知识结构 1、集合的概念 集合是集合论中的不定义的原始概念，教材中对集合的概念进行了描述性说明：“一般地，把一些能够确定的不同的对象看成一个整体，就说这个整体是由这些对象的全体构成的集合（或集）”。理解这句话，应该把握4个关键词：对象、确定的、不同的、整体。 对象――即集合中的元素。集合是由它的元素唯一确定的。 整体――集合不是研究某一单一对象的，它关注的是这些对象的全体。 确定的――集合元素的确定性――元素与集合的“从属”关系。 不同的――集合元素的互异性。 2、有限集、无限集、空集的意义 有限集和无限集是针对非空集合来说的。我们理解起来并不困难。 我们把不含有任何元素的集合叫做空集，记做Φ。理解它时不妨思考一下“0与Φ”及“Φ与{Φ}”的关系。 几个常用数集N、N*、N＋、Z、Q、R要记牢。 3、集合的表示方法 （1）列举法的表示形式比较容易掌握，并不是所有的集合都能用列举法表示，同学们需要知道能用列举法表示的三种集合： ①元素不太多的有限集，如{0，1，8} ②元素较多但呈现一定的规律的有限集，如{1，2，3， (100) ③呈现一定规律的无限集，如{1，2，3，…，n，…} ●注意a与{a}的区别 ●注意用列举法表示集合时，集合元素的“无序性”。 （2）特征性质描述法的关键是把所研究的集合的“特征性质”找准，然后适当地表示出来就行了。但关键点也是难点。学习时多加练习就可以了。另外，弄清“代表元素”也是非常重要的。如{x|y＝x2}，{y|y＝x2}，{（x，y）|y＝x2}是三个不同的集合。 4、集合之间的关系 ●注意区分“从属”关系与“包含”关系 “从属”关系是元素与集合之间的关系。
光纤通信技术试题及答案doc
一、填空题（40分，每空1分） 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ，多模光纤纤芯直径为 50~80 um ，光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和 后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有：a. 同向泵浦；b. ___反向泵浦____结构；c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器 和光放大器两种 1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。 A．ATC B．AGC C．APC D．ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 4、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 5、STM－4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000
6、STM-N一帧的字节数是( C )。 A.2709 B.274N9 C.270N9 D.261N9 7、在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用( B )。 A.光衰减器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光纤连接器 8、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 9、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ） A.折射 B.在包层折射边界上的全内反射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 三、简答题（20分） 1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（9分） 1、在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。 当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点？（6分） 2、①传输衰减小，传输距离长。 ②频带宽，通信容量大。 ③抗电磁干扰，传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？（5分） 3、当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表示。 （dB/km）（3分） 损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。（2分）
光学题库及答案
光学试题库（计算题） 12401 已知折射光线和反射光线成900角，如果空气中的入射角为600 ，求光在该介质中的速度。 14402 在水塘下深h 处有一捕鱼灯泡，如果水面是平静的，水的折射率为n ，则从水面上能够看到的圆形亮斑的半径为多少 14403 把一个点光源放在湖水面上h 处，试求直接从水面逸出的光能的百分比（忽略水和吸收和表面透镜损失）。 23401 平行平面玻璃板的折射率为0n ，厚度为0t 板的下方有一物点P ，P 到板的 下表面的距离为0l ,观察者透过玻璃板在P 的正上方看到P 的像，求像的位置。 23402 一平面平行玻璃板的折射率为n ，厚度为d ，点光源Q 发出的近于正入射的的光束在上表面反射成像于'1Q ，光线穿过上表面后在下表面反射，再从上表 面出射的光线成像于'2Q 。求'1Q 和'2Q 间的距离。 23403 来自一透镜的光线正朝着P 点会 聚，如图所示，要在'P 点成像，必须如 图插入折射率n=的玻璃片.求玻璃片的 厚度.已知 =2mm . 23404 容器内有两种液体深度分别为 1h 和2h ，折射率分别为1n 和2n ，液面外空气的折射率为n ，试计算容器底到液面的像似深度。 23405 一层水（n=）浮在一层乙醇（n=）之上，水层厚度3cm ，乙醇厚5cm ，从正方向看，水槽的底好象在水面下多远 24401 玻璃棱镜的折射率n=，如果光线在一工作面垂直入射，若要求棱镜的另一
侧无光线折射时，所需棱镜的最小顶角为多大 24402 一个顶角为300的三棱镜，光线垂直于顶角的一个边入射，而从顶角的另一边出射，其方向偏转300，求其三棱镜的折射率。 24404 有一玻璃三棱镜，顶角为 ，折射率为n ，欲使一条光线由棱镜的一个面进入，而沿另一个界面射出，此光线的入射角最小为多少 24405 玻璃棱镜的折射棱角A为600，对某一波长的光的折射率为，现将该棱镜浸入到折射率为4/3的水中，试问当平行光束通过棱镜时，其最小偏向角是多少32401 高为2cm的物体,在曲率半径为12cm的凹球面镜左方距顶点4cm处。求像的位置和性质，并作光路图。 32402 一物在球面镜前15cm时，成实像于镜前10cm处。如果虚物在镜后15cm处，则成像在什么地方是凹镜还是凸镜 32403 凹面镜所成的实像是实物的5倍，将镜向物体移近2cm ，则像仍是实的，并是物体的7倍，求凹面镜的焦距。 32404 一凹面镜，已知物与像相距1m ，且物高是像高的4倍，物和像都是实的，求凹面镜的曲率半径。 32405 一高度为的物体，位于凹面镜前，像高为，求分别成实像和虚像时的曲率半径。 32406 凹面镜的曲率半径为80 cm ,一垂直于光轴的物体置于镜前何处能成放大两倍的实像置于何处能成放大两倍的虚像 32407 要求一虚物成放大4倍的正立实像,物像共轭为50 m m ,求球面镜的曲率半径. 32408 一个实物置在曲率半径为R的凹面镜前什么地方才能:(1)得到放大3倍的
光纤通信课后答案
第一章基本理论 1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么答：当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。 2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。 3、光纤中有哪几种色散解释其含义。答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。 5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。 6、单模光纤有哪几类答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。 12、光缆由哪几部分组成答：加强件、缆芯、外护层。 *、光纤优点：巨大带宽（200THz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。 引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。 *、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。 引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。 色散种类：模式色散（同波长不同模式）、材料色散（折射率）、波导色散（同模式，相位常数）。 *、单模光纤：指在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤。
(完整版)集合综合练习题及答案
A B C 集合综合检测题 班级 姓名 一、选择题（每小题5分，共50分）. 1．下列各项中，不可以组成集合的是 （ ） A ．所有的正数 B ．约等于2的数 C ．接近于0的数 D ．不等于0的偶数 2．已知集合}1,1{-=A ，}1|{==mx x B ，且A B A =?，则m 的值为 （ ） A ．1 B ．—1 C ．1或—1 D ．1或—1或0 3．设U ＝{1，2，3，4，5} ，若B A ?＝{2}，}4{)(=?B A C U ，}5,1{)()(=?B C A C U U ， 则下列结论正确的是 （ ） A ．A ?3且 B ?3 B ．A ∈3且B ?3 C ．A ?3且B ∈3 D ．A ∈3且B ∈3 4．以下四个关系：φ}0{∈，∈0φ，{φ}}0{?，φ}0{,其中正确的个数是（ ） A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 5．下面关于集合的表示正确的个数是 （ ） ①}2,3{}3,2{≠； ②}1|{}1|),{(=+==+y x y y x y x ； ③}1|{>x x =}1|{>y y ； ④}1|{}1|{=+==+y x y y x x ； A ．0 B ．1 C ．2 D ．3 6．下列四个集合中，是空集的是 （ ） A ．}33|{=+x x B ．},,|),{(22R y x x y y x ∈-= C ．}0|{2≤x x D ．}01|{2=+-x x x 7．设集合},4 12 |{Z k k x x M ∈+==，},2 14|{Z k k x x N ∈+==，则 （ ） A ．N M = B ．M N C ．N M D ．φ=?N M 8．表示图形中的阴影部分（ ） A ．)()(C B C A ??? B ．)()(C A B A ??? C ．)()(C B B A ??? D ．C B A ??)( 9． 设U 为全集，Q P ,为非空集合，且P Q U ,下面结论中不正确．．． 的是 （ ） A ．U Q P C U =?)( B ．=?Q P C U )(φ C ．Q Q P =? D ．=?P Q C U )(φ 10．已知集合A 、B 、C 为非空集合，M=A ∩C ，N=B ∩C ，P=M ∪N ，则 （ ） A ．C ∩P=C B ． C ∩P=P C ．C ∩P=C ∪P D ．C ∩P=φ 二、填空题：请把答案填在题中横线上（每小题5分，共20分）. 11．若集合{(,)|20240}{(,)|3}x y x y x y x y y x b +-=-+=?=+且，则_____=b ． 12．已知集合}023|{2=+-=x ax x A 至多有一个元素，则a 的取值范围 . 13．已知}1,0,1,2{--=A ，{|,}B y y x x A ==∈，则B ＝ . 14．设集合2{1,,},{,,}A a b B a a ab ==，且A=B ，求实数a = ，b =
最新光纤通信基础复习题及答案
光纤通信基础复习题 及答案
光纤通信基础复习题 1．光通信的发展大致经历几个阶段？ 光通信的发展大致经历如下三个阶段 可视光通信阶段：我国古代的烽火台，近代战争中的信号弹、信号树，舰船使用的灯塔、灯光信号、旗语等，都属于可视光通信。 大气激光通信阶段：光通信技术的发展应该说始于激光器的诞生。1960年美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，使人们开始对激光大气通信进行研究。激光大气通信是将地球周围的大气层作为传输介质，这一点与可视光通信相同。但是，激光在大气层中传输会被严重的吸收并产生严重的色散作用，而且，还易受天气变化的影响。使得激光大气通信在通信距离、稳定性及可靠性等方面受到限制。 光纤通信阶段：早在1950年，就有人对光在光纤中的传播问题开始了理论研究。1951年发明了医用光导纤维。但是，那时的光纤损耗太大，达到1000 dB/km，即一般的光源在光纤中只能传输几厘米。用于长距离的光纤通信几乎是不可能。1970年，美国康宁公司果然研制出了损耗为20dB/km的光纤，使光纤远距离通信成为可能。自此，光纤通信技术研究开发工作获得长足进步，目前，光纤的损耗已达到0.5dB/km（1.3μm）0.2dB/km（1.55μm）的水平。 2. 光纤通信技术的发展大致经历几个阶段？ 第一阶段（1966～1976）为开发时期. 波长: λ= 0.85um, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34～45Mb/s, 中继距离: 10km. 第二阶段（1976～1986）为大力发展和推广应用时期. 波长: λ= 1.30um, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140～565Mb/s,
高二物理光学试题及答案详解
光学单元测试 一、选择题（每小题3分，共60分） 1 ．光线以某一入射角从空气射人折射率为的玻璃中，已知折射角为30°，则入射角等于（ ） A.30° B.45° C.60° D.75° 2．红光和紫光相比，（ ） A. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大 B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大 C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小 D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小 3．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光， 其传播方向如图所示。设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则（ ） A ．n a >n b B ．n a
集合练习题及答案有详解
集合练习题及答案有详解 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
圆梦教育中心 集合例题详解 1．已知A ＝{x|3－3x>0}，则下列各式正确的是( ) A ．3∈A B ．1∈A C ．0∈A D ．－1A 【解析】 集合A 表示不等式3－3x>0的解集．显然3,1不满足不等式，而0，－1满足不等式，故选C. 【答案】 C 2．下列四个集合中，不同于另外三个的是( ) A ．{y|y ＝2} B ．{x ＝2} C ．{2} D ．{x|x 2 －4x ＋4＝0} 【解析】 {x ＝2}表示的是由一个等式组成的集合．故选B. 【答案】 B 3．下列关系中，正确的个数为________． ①12 ∈R ；②2Q ；③|－3|N *；④|－3|∈Q . 【解析】 本题考查常用数集及元素与集合的关系．显然12 ∈R ，①正确；2Q ，②正确； |－3|＝3∈N *，|－3|＝3Q ，③、④不正确． 【答案】 2 4．已知集合A ＝{1，x ，x 2－x}，B ＝{1,2，x}，若集合A 与集合B 相等，求x 的值． 【解析】 因为集合A 与集合B 相等， 所以x 2－x ＝2.∴x＝2或x ＝－1. 当x ＝2时，与集合元素的互异性矛盾． 当x ＝－1时，符合题意． ∴x＝－1. 一、选择题(每小题5分，共20分) 1．下列命题中正确的( ) ①0与{0}表示同一个集合；②由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,2,1}；③方程(x －1)2(x －2)＝0的所有解的集合可表示为{1,1,2}；④集合{x|4