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(电子行业)企业管理光纤
状网具有可重构性、可扩展性、透明性、兼容性、完整性和生存性等优点，是目
前光纤通信领域的研究热点和前沿。
2-1 均匀光纤芯与包层的折射率分别为:n 1=，n2=,试计算：
(1)光纤芯与包层的相对折射率差△为多少?
(2)光纤的数值孔径 NA 为多少?
(3)在 1 米长的光纤上，由子午线的光程差所引起的最大时延差为多少?
解（1）由纤芯和包层的相对折射率差=（n1-n2）/n1 得到
（2）
（3）
2-2 已知均匀光纤芯的折射率 n 1=，相对折射率差=，芯半径 25。试求：
（1） LP 01、LP02、LP11 和 LP 12 模的截止波长各为多少？
（2）若，计算光纤的归一化频率以及其中传输的模数量各等于多少？
解(1)由公式()可得：
其中，来自于 P23 表。因为
所以
对于 LP 01，不存在。
对于 LP 11，
对于 LP 02，
对于 LP 12，
(2)
2-3 均匀光纤，若 n 1=，，试计算：
(1) 若=，为了保证单模传输，其芯半径应取多大？
(2) 若取，为保证单模传输，应取多大？
解(1)由单模传输条件
推导出
其中，，，则
(2)当时，
解得。
2-4 目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：，，？
答，，附近是光纤传输损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为 2~3dB/km、
、，而且在这些波段目前有成熟的光器件（光源、光检测器等）。
2-5 光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展?
答长波长、单模光纤比短波长、多模光纤具有更好的传输特性。
（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著
小于经过多模光纤时不同的程度。
（2）由光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在；而且和处的色散很小。故目前长距离光纤通信
一般都工作在。
2-6 光纤色散产生的原因及其危害是什么?
答光纤色散是由光纤中传输的光信号的不同成分光的传播时间不同而产生的。
光纤色散对光纤传输系统的危害有：若信号是模拟调制的，色散将限制带宽；若信号
是数字脉冲，色散将使脉冲展宽，限制系统传输速率（容量）。
2-7 光纤损耗产生的原因及其危害是什么?
答光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗。
吸收损耗是由 SiO 2 材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收的。
散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和光纤结构缺陷（如气泡）引起
的散射产生的。
光纤损耗使系统的传输距离受到限制，大损耗不利于长距离光纤通信。
2-8 阶跃折射率光纤中 n 1=,n2=。
（1）光纤浸在水中（n0=），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角；
（2）光纤放置在空气中，求数值孔径。
解（1）如图所示，由
得
由
得
由
得
（2）
2-9 一阶跃折射率光纤，折射率 n 1=，相对折射率差=1%，长度 L=1km。求：
（1）光纤的数值孔径；
（2）子午线的最大时延差；
（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的 NA 和最大时延差。
解（1）
（2）
（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则此时 n 1=，n2=，所以
2-10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差=，n 1=，当波长分别为、