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1、习题二一、填空题1.（受激）辐射是半导体激光器的基本工作原理。2.半导体光源的核心是PN 结，它由（高掺杂浓度）的 P 型半导体材料和N 型半导体材料组成。3.半导体激光器要产生稳定的激光振荡必须满足一定的条件，即阈值条件和（相位）条件。4.半导体激光器的激光振荡是由光栅形成的光耦合来提供，其基本原理是（布拉格）反射原理。5.半导体激光器的（P-I 特性）是指它的输出功率P 随注入电流I 的变化关系。6.半导体激光器把激励的电功率转换成（光功率）发射出去。7.发光二极管是非相干光源，它的基本工作原理是（自发）辐射。8.在光纤通信系统中，光发送机的任务是将（电端机）送来的电信号转变为光信号。9.
2、光发送机中的调制电路将电信号转变为（调制电流），以便实现对光源的强度调制。10.PIN 光电二极管可以对一定波长范围内的入射光进行（光电转换） ， 这一波长范围就是PIN光电二极管的波长响应范围。二、单项选择题1.为了获得高辐射度，发光二极管一般采用（D）结构。A.多同质 B.双同质 C.多异质 D.双异质2.发光二极管的远场特性是距离器件输出端面一定距离的光束在（B）的分布。A.时间上 B.空间上 C.磁场上 D.电场上3.光发送机技术指标中的消光比直接影响光接收机的灵敏度，从提高接收机灵敏度的角度希望消光比尽可能大，消光比一般应大于（A） dB。A.10B.8C.6D.4 4.一般 PIN
3、 光电二极管在入射光功率（D）毫瓦量级时，能够保持比较好的线性。A.高于 B.略高于 C.等于 D. 低于5.雪崩光电二极管特性中的量子效率只与初级光生载流子数目有关，不涉及倍增问题，故量名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 子效率值总是（D） 。A.大于 1B.略大于 1C.等于 1D.小于 1 6.在光纤通信中， 光接收机再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成（ B） ，它由判决电路和时钟恢复电路组成。A.
4、模拟信号B.数字信号C.电子信号D.光子信号三、多项选择题1.光纤通信中，光源的间接调制是利用晶体的（ABC）等性质来实现对激光辐射的调制。A.电光效应B.磁光效应C.声光效应D.场光效应2.在光纤数字通信系统中，光发送机主要有（ABC） 、光源及其控制电路。A.输入接口B.线路编码C.调制电路D.输出接口3.在光纤通信系统中编码调制是先将连续的模拟信号通过（ACD） ，转换成二进制脉冲代码，再用矩型脉冲的有、无来表示信号。A.取样 B.过滤 C.量化 D.编码4.雪崩二极管的响应速度主要取决于（ABC）等因素。A.载流子完成倍增过程所需要的时间B.载流子在耗尽层的渡越时间C.结电容和负载电阻
5、的RC 时间常数D.结电容和负载电感的LC 时间常数5.光接收技术中的前置放大器一般可分为（ACD）等几种。A.低阻抗前置放大器B.无阻抗前置放大器C.高阻抗前置放大器D.跨阻抗前置放大器四、判断题1.光端机是光纤通信系统中的光纤传输终端设备，它们位于电端机和光纤传输线路之间。（）2.半导体激光器的输出光功率不会随温度而变化。（）3.半导体激光器中所允许的光场模式分为TE 和 TM 两组。 （）4.由于发光二极管输出的是自发辐射光，并且没有光学谐振腔，所以输出光谱要比半导体激光器窄得多。 （）5.光调制是用待发送的电信号控制光载波的某一参量，使之携带发送信息的过程，也就是完成电光转换的过程。
6、（）6.对于半导体光源，其输出的光功率与注入电流成反比。（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 7.激光器的发射中心波长随温度的升高向长波长漂移。（）8.受激吸收是半导体光检测器的基本工作原理。（）9.光电二极管的线性饱和是指它有一定的功率检测范围，当入射功率太强时，光电流和光功率将不成正比，从而产生非线性失真。（）10.雪崩光电二极管是具有内部增益的光检测器，它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。 （）1
7、1.光接收机的主要作用是将经过光纤传输的微弱光信号转换成电信号，并放大、再生成原发射的信号。 （）五、简答题1.简述光纤通信中光接收机的主要作用。光接收机的主要作用是将光纤传输后的幅度被衰减的、波形产生畸变的、微弱的光信号变换为电信号，并对电信号进行放大、整形、再生后，再生成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机。2.简述半导体激光器的光谱特性。答：半导体激光器的光谱特性主要是由激光器的纵模决定。激光器的光谱会随着注入电流而发生变化。 当注入电流低于阈值电流时，半导体激光器发出的是荧光，光谱很宽； 当电流增大到阈值电流时，光谱突然变窄， 光谱中心强度急剧增加，出现了激光； 对于单纵模半导体激光
8、器，由于只有一个纵模，其谱线更窄。3.简述发光二极管的PI 特性。答：发光二极管不存在阈值，输出光功率与注入电流之间呈线性关系，且线性范围较大。当注入电流较大时，由于PN 结的发热，发光效率降低，出现饱和现象。在相同注入电流下，面发光二极管的发输出功率比边发光二极管大。4.简述影响PIN 光电二极管响应速度的主要因素。答：影响响应速度的主要因素有：结电容和负载电阻的RC 时间常数、载流子在耗尽区里的渡越时间及耗尽区外产生的载流子的扩散时间。六、论述题1.阐述光纤通信系统对光源的要求。答： （1）光源的发射波长应该与光纤的低损耗窗口一致，即为850nm、1310nm 和 1550nm的三个低损耗
9、窗口；（2）光源有足够高的、稳定的输出光功率，以满足系统中继距离的要求，一般为数十微瓦至数微瓦为宜；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - （3）光源的光谱线宽要窄，即单色性好，以减小光纤色散对信号传输质量的影响；（4）调制方法简单，且要响应速度快，以满足高速率传输的需要；（5）电光转换效率要高；（6）能够在室温下连续工作；（7）体积小，重量轻，寿命长，工作稳定可靠。2.阐述半导体激光器控制电路中自动功率控制的手段和方法
10、。答： （1）控制手段。要精确控制激光器的输出功率，应从两方面着手：一是控制激光器的偏置电流， 使其自动跟踪阈值的变化，从而使激光器总是偏置在最佳的工作状态；二是控制激光器调制脉冲电流的幅度，使其自动跟踪外微分量子效率的变化，从而保持输出光脉冲信号的幅度恒定。（2）控制方法。自动功率控制方法有两种：一是通过光反馈来自动调整偏置电流的自动偏置控制法；二是峰值功率平均功率控制法。3.阐述光纤通信系统对光检测器的要求。答：光检测器是把光信号变为电信号的器件，由于从光纤中传输过来的光信号一般是非常微弱且产生了畸变的信号，因此光纤通信系统对光检测器提出了非常高的要求。具体要求如下：一是在系统的工作波长上要有足够高的响应度，即对一定的入射光功率，光检测器能输出尽可能大的光电流；二是有足够高的响应速度和足够的工作带宽，即对高速光脉冲信号有足够快的响应能力；三是产生的附加噪声小；四是光电转换线性好，保真度高；五是工作稳定可靠，工作寿命长；六是体积小，使用简便。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -