第七章光放大器
复习思考题答案
1．光放大器在光纤通信中有哪些重要用途？
答：（1）利用光放大器代替原有的光电光再生中继器，能够大幅度延长系统传输距离。
（2）在波分复用系统中，它一方面可以同时实现多波长的低成本放大，另一方面，可以补偿波分复用器，波分解复用器、光纤光缆等无源器件带来的损耗。
（3）光放大器在接入网中使用，可以补偿由于光分支增加带来的损耗，使得接入网服务用户增加，服务半径扩大。
（4）光孤子通信必须依靠光放大器放大光信号，使光脉冲能量大到可以在光纤中满足孤子传输条件，从而实现接近无穷大距离的电再生段传输。
（5）光放大器在未来的光网络中必将发现越来越多的新用途。
2．光放大器按原理可分为几种不同的类型？
答：光放大器按原理不同大体上有三种类型。
（1）掺杂光纤放大器，就是将稀土金属离子掺于光纤纤芯，稀土金属离子在泵浦源的激励下，能够对光信号进行放大的一种放大器。
（2）传输光纤放大器，就是利用光纤中的各种非线性效应制成的光放大器。
（3）半导体激光放大器，其结构大体上与激光二极管（Laser Diode，LD）相同。如果在法布里－派罗腔（Fabry-Perot cavity，F-P）两端面根本不镀反射膜或者镀增透膜则形成行波型光放大器。半导体光放大器就是行波光放大器。
3．光放大器有哪些重要参数？
答：光放大器参数主要有（1）增益；（2）增益带宽；（3）饱和输出光功率；（4）噪声指数。
4．简述掺杂光纤放大器的放大原理。
答：在泵浦源的作用下，掺杂光纤中的工作物质粒子由低能级跃迁到高能级，得到了粒子数反转分布，从而具有光放大作用。当工作频带范围内的信号光输入时，信号光就会得到放大，这就是掺杂光纤放大器的基本工作原理。只是掺杂光纤放大器细长的纤形结构使得有源区能量密度很高，光与物质的作用区很长，有利于降低对泵浦源功率的要求。
5．EDFA有哪些优缺点？
答：EDFA之所以得到迅速的发展，源于它的一系列优点：
（1）工作波长与光纤最小损耗窗口一致，可在光纤通信中获得广泛应用。
（2）耦合效率高。因为是光纤型放大器，易于与光纤耦合连接，也可用熔接技术与传输光纤熔接在一起，损耗可降至0.1dB，这样的熔接反射损耗也很小，不易自激。
（3）能量转换效率高。激光工作物质集中在光纤芯子，且集中在光纤芯子中的近轴部分，而信号光和泵浦光也是在近轴部分最强，这使得光与物质作用很充分。
（4）增益高，噪声低。输出功率大，增益可达40dB，输出功率在单向泵浦时可达14dBm，双向泵浦时可达17dBm，甚至可达20dBm，充分泵浦时，噪声系数可低至3~4dB，串话也很小。
（5）增益特性不敏感。首先是EDFA增益对温度不敏感，在100 C内增益特性保持稳定，另外，增益也与偏振无关。
（6）可实现信号的透明传输，即在波分复用系统中可同时传输模拟信号和数字信号，高速率信号和低速率信号，系统扩容时，可只改动端机而不改动线路。
EDFA也有固有的缺点：
（1）波长固定，只能放大1.55 m左右的光波，换用其他基质的光纤时，铒离子能级也只能发生很小的变化，可调节的波长有限，只能换用其它元素。
（2）增益带宽不平坦，在WDM系统中需要采用特殊的手段来进行增益谱补偿。
6．EDFA有光纤通信中哪些应用？
答：EDFA在光纤通信中可以作用（1）光功率放大器；（2）光前置放大器；（3）光线路放大器；（4）本地网光放大器
7．EDFA有哪些泵浦方式？
答：（1）同向泵浦；（2）反向泵浦；（3）双向泵浦
8．简述喇曼光放大器的放大原理。
答：当入射激光功率增加到一定值时，光纤呈现非线性，入射激光发生散射，将一部分入射功率转移到另一较低的频率，如果这个低频光与高频光相比的频率偏移量由介质的振动模式所决定，这就是光纤中的受激喇曼散射。受激喇曼散射时strokes光显著增强，强度甚至可以和入射光功率相比拟，且具有一定的方向性和相干性。这时候如果泵浦光和信号光（信号光波长在泵浦光的喇曼增益带宽内）通过光耦合器输入光纤，当这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过SRS效应转移给信号光，使信号光得到放大。泵浦光和信号光分别在光纤的两端输入，在反向传输的过程中同时能实现弱信号的放大，这就是喇曼光纤放大器的工作原理。
9．喇曼光纤放大器可分为哪两种，它们各有什么特点？
答：光纤喇曼放大器可分为两类：分立式喇曼放大器（Raman Amplifier，RA）和分布式喇曼放大器（Distributed Raman Fiber，DRA）。
分立式喇曼放大器所用的光纤增益介质比较短，一般在10km以内，泵浦功率要求很高，一般在几瓦到几十瓦特，可产生40dB以上的高增益，像EDFA一样用来对信号光进行集中放大，因此主要用于EDFA无法放大的波段。
分布式喇曼放大器要求的光纤比较长，可达100km左右，泵浦源功率可降低至几百毫瓦，主要辅助EDFA用于WDM通信系统的中继放大。分布式光纤喇曼技术可大大降低信号的入射功率，同时保持适当的光信噪比。
10.喇曼光纤放大器的有哪些优缺点？
答：FRA具有以下优点。
（1）增益波长由泵浦光波长决定，只要泵浦源的波长适当，理论上可以得到任意波长的信号放大，增益谱调节方式可通过优化配置泵浦光波长和强度来实现。这样的FRA就可扩展到EDFA不能使用的波段，为波分复用进一步增加容量拓宽了空间。
（2）增益介质可以为传输光纤本身，如此实现的FRA称为分布式放大，因为放大是沿光纤分布作用而不是集中作用，光纤中各处的信号光功率都比较小，从而可降低各种光纤非线性效应的影响，这一点与EDFA相比优势相当明显，因为增益介质是光纤本身，即使泵浦源失效，也不会增加额外的损耗，而EDFA只能放大它能放大的波段，对不能放大的波段由于光纤掺杂的作用会大大增加信号光的损耗，将来如果发展到全波段，只能用波分复用器将信号分开，让它放大它只能放大的波段，其它波段则需要另外的光放大器。使得EDFA插入损耗小的优点消失。在分布式FRA却能够在线放大，不需要引入其它介质。
（3）噪声指数低，可提升原系统的信噪比。它配合EDFA使用可大大提升传输系统的性能。降低输入信号光功率或增加中继距离。
（4）喇曼增益谱比较宽，在普通光纤上单波长泵浦可实现40nm 范围的有效增益，；如果采用多个泵浦源，则可容易地实现宽带放大。
（5）FRA 的饱和功率比较高，有利于提高信号的输出光功率。
（6）喇曼放大的作用时间为飞秒（10－15s ）级，可实现超短脉冲的放大。
FRA 主要有以下缺点。
（1）喇曼光纤放大器所需要的泵浦光功率高，分立式要用几瓦到几十瓦，分布式要用到几百毫瓦，正是因为这些因素才限制了FRA 的发展。不过目前已经有了功率达几十瓦的高功率半导体激光器。不过目前价格还比较昂贵。它也是决定FRA 能否迅速商品化的主要前提。
（2）作用距离太长，增益系数偏低，分立式FRA 作用距离为几公里，放大可达40dB ，分布式喇曼放大器作用距离为几十到上百公里，增益只有几个dB 到十几个dB ，这就决定了它只能适合于长途干线网的低噪声放大。
（3）对偏振敏感，泵浦光与信号光方向平行时增益最大，垂直时增益最小为0，由于目前使用的普通光纤都不保偏，模式混扰的原因使得表现为增益偏振无关。
11．喇曼光纤放大器使用过程一定要注意安全，我们在平时维护过程中应从哪几个方面引起注意？
答：喇曼光纤放大器一般有几组不同波长高功率激光器同时泵浦，泵浦总功率甚至超过30dBm ，所以在使用时特别要注意光缆线路安全、仪表设备安全和人身安全。
①目前商用的喇曼放大器一般都是后向泵浦，泵浦光从信号光的输入端反向输出，这与我们平时维护其他设备完全不同。②后向泵浦光功率一般很高，超出了机房一般光功率计，包括光谱分析仪的测试范围，不要试图直接测试泵浦光的输出功率。泵浦光波长在光纤里传输损耗较小，如果喇曼光纤放大器没有断开，100km 之外的光时域分析仪（OTDR ）的光检测器件完全可能被烧毁。③裸眼短时间可容忍的激光功率为1mW ，400mW 的漫反射光都可能对人眼造成伤害，无论机房维护还是光缆施工，都不要去直视或使用显微镜观察带有激光的光纤端面。④连接喇曼光纤放大器的尾纤端面要求为APC 或更低反射损耗端面，而且要保证端面清洁，否则会烧毁尾纤，尾纤的弯曲半径过小同样会烧毁尾纤。⑤接近喇曼放大器端至少25km 里的光缆固定熔接点要求熔接质量良好，否则会烧坏熔接点或者降低喇曼光纤放大器的增益。
12. 简述布里渊放大器的光放大原理。
答：物体内部会持续产生微弱的声波，这种声波的频率很高（一般在109Hz 左右），人耳是听不见的，它对通过物质的光波会产生作用。根据光波的多普勒效应，推导出布里渊散射公式：
2
sin 200θv c vn v v v v p p
s =±= ν0、νs 、νp 分别代表入射光、散射光和超声波的频率，ν代表超声波的速度，c 是光波的传播速度，n 是物质的折射率，θ为散射光传播方向和入射光传播方向之间的夹角。
当光场强度达到一定数值（ITU 规范中对G ..652光纤的门限功率建议在1320nm 处为
6.4mW ，1550nm 处为5.3mW ）时，由于材料和物质之间光的往复传播，就出现多级波长间隔相等的受激布里渊光波。就石英光纤而言，这个频率间隔约在11GHz 左右。
在光纤通信领域，SBS 未来最有可能的用途就是受激布里渊放大器。受激布里渊放大器与受激喇曼（SRS ）放大器相比，其增益要高300倍左右。目前它的应用主要受限于布里渊
频移量比较小（一般只有十几GHz左右）。但是，随着复用波长数目的增加，有关它的研究又多了起来，它可能成为高增益、低噪声的光纤放大器。
13.简述SOA光放大原理。
答：半导体激光放大器，其结构大体上与激光二极管（Laser Diode，LD）相同。如果在法布里－派罗腔（Fabry-Perot cavity，F-P）两端面根本不镀反射膜或者镀增透膜则形成行波型光放大器。半导体光放大器就是行波光放大器。
由于半导体放大器具有体积小、结构简单、功耗低、寿命长、易于同其它光器件和电路集成、适合批量生产、成本低以及可实现增益兼开关功能等特性，在全光波长变换、光交换、谱反转、时钟提取、解复用中的应用受到了广泛的重视，特别是目前应变量子阱材料的半导体光放大器的研制成功，已引起人们对SOA的广泛研究兴趣。
14. EDFA与EDWA有什么区别？
答：掺铒波导放大器（EDWA）是由嵌入非晶体掺铒玻璃基片上的波导组成的。铒原子在1550nm光纤窗口上提供增益。掺铒波导放大器固有的特点是结构紧凑，它不需要数以米计的光纤，并且能够集成多种功能，其小巧的尺寸很适合于有限的空间。目前，最小的掺铒波导放大器模块可以在1535nm波长窗口上获得15dB的增益，其体积只有130 mm×11 mm×6mm。
另外，在接入网和城域网应用中，EDW A可以提供比EDFA更好的性能价格比。虽然对性能要求较高的长途WDM传输而言，多级EDFA仍然优于EDW A，但EDWA的持续发展将逐步缩小二者的差距。EDW A的性能参数如下：峰值波长可获得15dB增益，在整个Ｃ波段噪声系数为4.5dB，输出功率为7dBm（双泵浦时为12dBm）。
宏观经济学思考题及参考答案（1） 第四章 基本概念：潜在GDP，总供给，总需求，AS曲线，AD曲线。 思考题 1、宏观经济学的主要目标是什么?写出每个主要目标的简短定义。请详细解释 为什么每一个目标都十分重要。 答:宏观经济学目标主要有四个:充分就业、物价稳定、经济增长和国际收支平衡。 （1)充分就业的本义是指所有资源得到充分利用，目前主要用人力资源作为充分就业的标准;充分就业本不是指百分之百的就业，一般地说充分就业允许的失业范畴为4%。只有经济实现了充分就业，一国经济才能生产出潜在的GDP，从而使一国拥有更多的收入用于提高一国的福利水平。 （2）物价稳定，即把通胀率维持在低而稳定的水平上。物价稳定是指一般物价水平(即总物价水平)的稳定;物价稳定并不是指通货膨胀率为零的状态，而是维持一种能为社会所接受的低而稳定的通货膨胀率的经济状态，一般指通货膨胀率为百分之十以下。物价稳定可以防止经济的剧烈波动，防止各种扭曲对经济造成负面影响。 (3)经济增长是指保持合意的经济增长率。经济增长是指单纯的生产增长，经济增长率并不是越高越好，经济增长的同时必须带来经济发展;经济增长率一般是用实际国民生产总值的年平均增长率来衡量的。只有经济不断的增长，才能满足人类无限的欲望。 （4)国际收支平衡是指国际收支既无赤字又无盈余的状态。国际收支平衡是一国对外经济目标，必须注意和国内目标的配合使用;正确处理国内目标与国际目标的矛盾。在开放经济下，一国与他国来往日益密切，保持国际收支的基本平衡，才能使一国避免受到他国经济波动带来的负面影响。 3，题略 答:a.石油价格大幅度上涨，作为一种不利的供给冲击，将会使增加企业的生产成本，从而使总供给减少，总供给曲线AS将向左上方移动。 b.一项削减国防开支的裁军协议，而与此同时，政府没有采取减税或者增加政府支出的政策，则将减少一国的总需求水平，从而使总需求曲线AD向左下方移动。 c.潜在产出水平的增加，将有效提高一国所能生产出的商品和劳务水平，从而使总供给曲线AS向右下方移动。 d.放松银根使得利率降低，这将有效刺激经济中的投资需求等，从而使总需求增加，总需求曲线AD向右上方移动。 第五章 基本概念：GDP，名义GDP，实际GDP，NDP，DI，CPI，PPI。 思考题： 5.为什么下列各项不被计入美国的GDP之中? a优秀的厨师在自己家里烹制膳食; b购买一块土地; c购买一幅伦勃朗的绘画真品; d某人在2009年播放一张2005年录制的CD所获得的价值; e电力公司排放的污染物对房屋和庄稼的损害;
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? ????≥
第2章思考题及习题2参考答案 一、填空 1. 在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。答：2μs 2. AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。答：12 3. 内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为 和。答：28H，88H 4. 片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为A8H单元的最低位的位地址为。答：50H，A8H 5. 若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。答：0 6. AT89S51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。答：04H，00H，0。 7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。答：00H，1FH 8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到，先弹出的是原来中的内容。答：PC, PC，PCH 9. AT89S51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。答：64 10. AT89S51单片机复位时，P0~P3口的各引脚为电平。答：高 11. AT89S51单片机使用片外振荡器作为时钟信号时，引脚XTAL1接，引脚XTAL2的接法是。答：片外振荡器的输出信号，悬空 12. AT89S51单片机复位时，堆栈指针SP中的内容为，程序指针PC中的内容为 。答：07H，0000H 二、单选 1. 程序在运行中，当前PC的值是。 A．当前正在执行指令的前一条指令的地址 B．当前正在执行指令的地址。 C．当前正在执行指令的下一条指令的首地址 D．控制器中指令寄存器的地址。 答：C 2. 判断下列哪一种说法是正确的？
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。
思考题与习题 1 1- 1 回答以下问题： ( 1)半导体材料具有哪些主要特性？ (2) 分析杂质半导体中多数载流子和少数载流子的来源； (3) P 型半导体中空穴的数量远多于自由电子， N 型半 导体中自由电子的数量远多于空穴， 为什么它们对外却都呈电中性？ (4) 已知温度为15C 时，PN 结的反向饱和电流 I s 10 A 。当温度为35 C 时，该PN 结 的反向饱和 电流I s 大约为多大？ ( 5)试比较二极管在 Q 点处直流电阻和交流电阻的大小。 解： ( 1)半导体的导电能力会随着温度、光照的变化或掺入杂质浓度的多少而发生显着改变， 即半导体具 有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。 ( 2)杂质半导体中的多数载流子是由杂质原子提供的，例如 供一个自由电子，P 型半导体中一个杂质原子提供一个空穴， 浓度；少数载流子则是由热激发产生的。 (3) 尽管P 型半导体中空穴浓度远大于自由电子浓度，但 P 型半导体中，掺杂的杂质原子因获得一个价电子而变成带负电的杂 质离子(但不能移动)，价 电子离开后的空位变成了空穴，两者的电量相互抵消，杂质半导体从总体上来说仍是电中性的。 同理， N 型半导体中虽然自由电子浓度远大于空穴浓度，但 N 型半导体也是电中性的。 (4) 由于温度每升高10 C ，PN 结的反向饱和电流约增大 1倍，因此温度为 35C 时，反向 饱和电流为 (5) 二极管在 Q 点处的直流电阻为 交流电阻为 式中U D 为二极管两端的直流电压， U D U on ，I D 为二极管上流过的直流电流， U T 为温度的 电压当量，常温下 U T 26mV ，可见 r d R D 。 1- 2 理想二极管组成的电路如题 1- 2图所示。试判断图中二极管是导通还是截止，并确定 各电路的输 出电压。 解 理想二极管导通时的正向压降为零， 截止时的反向电流为零。 本题应首先判断二极管的工 作状 态，再进一步求解输出电压。二极管工作状态的一般判断方法是：断开二极管， 求解其端口 电压；若该电压使二极管正偏， 则导通； 若反偏， 则截止。 当电路中有两只或两只以上二极管时， 可分别应用该方法判断每只二极管的工作状态。 需要注意的是， 当多只二极管的阳极相连 (共阳 极接法)时，阴极电位最低的管子将优先导通；同理，当多只二极管的阴极相连(共阴极接法) 时，阳极电位最高的管子将优先导通。 (a) 断开二极管 D ，阳极电位为12V ，阴极电位为6V ，故导通。输岀电压 U O 12V 。 (b) 断开二极管 D 1、D 2, D 1、D 2为共阴极接法，其阴极电位均为 6V ，而D 1的阳极电位 为9V ， D 2的阳极电位为5V ,故D 1优先导通，将 D 2的阴极电位钳制在 7.5V ，D 2因反向偏置而 截止。输岀电压 U O 7.5V 。 N 型半导体中一个杂质原子提 因此 多子浓度约等于所掺入的杂质 P 型半导体本身不带电。因为在
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? ????≥
管理学思考题及参考答案 第一章 1、什么是管理？ 管理：协调工作活动过程（即职能），以便能够有效率和有效果地同别人一起或通过别人实现组织的目标。 2、效率与效果 效率：正确地做事（如何做） 效果：做正确的事（该不该做） 3、管理者三层次 高层管理者、中层管理者、基层管理者 4、管理职能和（或）过程——职能论 计划、组织、控制、领导 5、管理角色——角色论 人际角色：挂名首脑、领导人、联络人 信息角色：监督者、传播者、发言人 决策角色：企业家、混乱驾驭者、资源分配者、谈判者 6、管理技能——技能论 用图表达。 高层管理概念技能最重要，中层管理3种技能都需要且较平衡，基层管理技术技能最重要。 7、组织三特征？ 明确的目的 精细的结构 合适的人员 第二章 泰罗的三大实验： 泰罗是科学管理之父。记住3个实验的名称：1、搬运生铁实验，2、铁锹实验，3、高速钢实验 4、吉尔布雷斯夫妇 动作研究之父 管理界中的居里夫妇 5、法约尔的十四原则 法约尔是管理过程理论之父 记住“十四原则”这个名称就可以了。 6、法约尔的“跳板” 图。 7、韦伯理想的官僚行政组织组织理论之父。6维度：劳动分工、权威等级、正式甄选、非个人的、正式规则、职业生涯导向。 8、韦伯的3种权力 超凡的权力 传统的权力 法定的权力。 9、巴纳德的协作系统论 协作意愿 共同目标 信息沟通 10、罗伯特·欧文的人事管理 人事管理之父。职业经理人的先驱 11、福莱特冲突论 管理理论之母 1)利益结合、 2)一方自愿退让、 3)斗争、战胜另一方 4)妥协。 12、霍桑试验 1924-1932年、梅奥 照明试验、继电器试验、大规模访谈、接线试验 13、朱兰的质量观 质量是一种合用性 14、80/20的法则 多数，它们只能造成少许的影响；少数，它们造成主要的、重大的影响。 15、五项修炼 自我超越 改善心智 共同愿景 团队学习 系统思考 第三章 1、管理万能论 管理者对组织的成败负有直接责任。 2、管理象征论 是外部力量，而不是管理，决定成果。 3、何为组织文化 组织成员共有的价值观和信念体系。这一体系在很大程度上决定成员的行为方式。 4、组织文化七维度
光纤通信概论 一、单项选择题 1、光纤通信指的就是: 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 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的: A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是: A 0、4～2、0 B 0、4～1、8 C 0、4～1、5 D 0、8～1、6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是: A 0、85、1、20、1、80 ; B 0、80、1、51、1、80 ; C 0、85、1、31、1、55 ; D 0、80、1、20、1、70。 6 下面说法正确的就是: A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大;
B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大; C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸; D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。 二、简述题 1、什么就是光纤通信？ 2、光纤的主要作用就是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少？ 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗与色散属于: A 光纤的结构特性; B 光纤的传输特性; C 光纤的光学特性; D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的就是: A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少; B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少; C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗; D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。
第一章思考题及参考答案 １. 无多余约束几何不变体系简单组成规则间有何关系？ 答：最基本的三角形规则，其间关系可用下图说明： 图a 为三刚片三铰不共线情况。图b 为III 刚片改成链杆，两刚片一铰一杆不共线情况。图c 为I 、II 刚片间的铰改成两链杆（虚铰），两刚片三杆不全部平行、不交于一点的情况。图d 为三个实铰均改成两链杆（虚铰），变成三刚片每两刚片间用一虚铰相连、三虚铰不共线的情况。图e 为将I 、III 看成二元体，减二元体所成的情况。 2．实铰与虚铰有何差别？ 答：从瞬间转动效应来说，实铰和虚铰是一样的。但是实铰的转动中心是不变的，而虚铰转动中心为瞬间的链杆交点，产生转动后瞬时转动中心是要变化的，也即“铰”的位置实铰不变，虚铰要发生变化。 3．试举例说明瞬变体系不能作为结构的原因。接近瞬变的体系是否可作为结构？ 答：如图所示AC 、CB 与大地三刚片由A 、B 、C 三铰彼此相连，因为三铰共线，体系瞬变。设该 体系受图示荷载P F 作用，体系C 点发生微小位移 δ，AC 、CB 分别转过微小角度α和β。微小位移 后三铰不再共线变成几何不变体系，在变形后的位置体系能平衡外荷P F ，取隔离体如图所 示，则列投影平衡方程可得 210 cos cos 0x F T T βα=?=∑，21P 0 sin sin y F T T F βα=+=∑ 由于位移δ非常小，因此cos cos 1βα≈≈，sin , sin ββαα≈≈，将此代入上式可得 21T T T ≈=，()P P F T F T βαβα +==?∞+， 由此可见，瞬变体系受荷作用后将产生巨大的内力，没有材料可以经受巨大内力而不破坏，因而瞬变体系不能作为结构。由上分析可见，虽三铰不共线，但当体系接近瞬变时，一样将产生巨大内力，因此也不能作为结构使用。 4．平面体系几何组成特征与其静力特征间关系如何? 答：无多余约束几何不变体系?静定结构（仅用平衡条件就能分析受力） 有多余约束几何不变体系?超静定结构（仅用平衡条件不能全部解决受力分析） 瞬变体系?受小的外力作用，瞬时可导致某些杆无穷大的内力 常变体系?除特定外力作用外，不能平衡 5． 系计算自由度有何作用？ 答：当W >０时，可确定体系一定可变；当W <０且不可变时，可确定第４章超静定次数；W ＝０又不能用简单规则分析时，可用第２章零载法分析体系可变性。 6．作平面体系组成分析的基本思路、步骤如何？ 答：分析的基本思路是先设法化简，找刚片看能用什么规则分析。
光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏第一章习题参考答案 1、第一根光纤是什么时候显现的？其损耗是多少？ 答：第一根光纤大约是1950年显现的。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：光纤通信系统要紧由光发送机、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，调制过的光信号通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。 中继器确实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，节约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不处的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是爱护光纤不受水汽的腐蚀和机械擦伤，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能够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，能够将光纤分为多模光纤和单模
光纤；按光纤的工作波长能够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，能够将光纤分为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）能够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 () 21???≥<=a r n a r n r n 渐变型光纤的折射率分布 () 2121?????≥
课后练习 2.17、某SI 型光纤，纤芯半径62.5 a m μ=，1 1.48n =，2 1.47n =，工作波长为1310nm ，计算其归一化频率，并估算其中可传播的模式总数。 解： 由于归一化频率 2V π λ= 262.51.31 π=? 51.4611= 而传播的模式总数2/2M V = 1324= 2.19、某SI 型光纤，纤芯半径 4 a m μ=，1 1.48n =，数值孔径0.01NA =，试问此光纤在工作波长分别为850nm ，1310nm ，1550nm 时，是否满足单模传输条件？ 解： 单模传输条件： 01(,01)c TE TM λλ> 因为 012(,01) 2.405 c TE TM =πλ 2.613a NA =? 0.1045 (m)μ= 故光纤在工作波长分别为850nm ，1310nm ，1550nm 时，都能满足单模传输条件。 4.4 有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为300m μ，材料折射率n=3.0，两端的解理面的反射率为0.35。 (1)求因非全反射导致的等效损耗系数。 (2)求相邻纵模间的频率间隔和波长间隔。 (3)若此激光器的中心波长λ=1310nm ，与此相应的纵模序数。 已知 1) 因非全反射导致的等效损耗系数 (mm -1)
2)由 q=1,2,3…. (Hz) 波长间隔 109.510-? (m) 3）由 1374 4.5 已知 总注入电流 1）求p=？波形？ 波形略. 2） 则 波形略. 4.9 有一GaAlAs 半导体激光器，其谐振腔长为500m μ，腔内的有效 吸收系数为10cm -1，两端的非涂覆解理面的反射率为0.32。求在受激辐射阈值条件下的光增益。 (2)若在激光器一端涂覆一层电介质反射材料，使其反射率变为90%，试求在受激辐射阈值条件下的光增益。 (3)若它的内量子效率为0.65，试求(1)和(2)中的外量子效率。 解 ：(1)1211ln 2th i g L r r α??=+ ???
1．光纤通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。 缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。 2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。光源是LED 或LD ，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN 和APD 。然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km 一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km 时，每隔2km 将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 6．简述WDM 的概念。 答：波分复用的基本思想是将工作波长略微不同、各自携带了不同信息的多个光源发出的光信号，一起注入到同一根光纤中进行传输。 3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算 （1）纤芯和包层的相对折射率?； （2）光纤的数值孔径NA 。 解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为 22 122 10.032n n n -?=≈ 光纤的数值孔径为 0.38NA ≈ 5．一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm 波长上可以支持1000个左右的传播模式。试问： （1）其纤芯直径为多少？ （2）在1310nm 波长上可以支持多少个模？ （3）在1550nm 波长上可以支持多少个模? 解：（1 ）由111 22V a NA ππλλ==?，得到纤芯直径为 11130.2722V a NA λλ ππ= ?==≈
习题二 1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃表面上，这里的1θ是入射光与玻璃表面之间的夹角。根据投射到玻璃表面的角度，光束一部分被反射，另一部分发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，请问玻璃的折射率等于多少这种玻璃的临界角又是多少 解：入射光与玻璃表面之间的夹角1θ=33°，则入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。 由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到 sin /sin sin 67/sin 33y i y n θθ==（自己用matlab 算出来） 其中利用了空气折射率1i n =。这种玻璃的临界角为 1 arcsin c y n θ=（自己用matlab 算出来） 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。如果光纤端面外介质折射率 1.00n =，则允许的最大入射角max θ为多少 解：阶跃光纤的数值孔径为 max sin 0.24NA θ== 允许的最大入射角 ()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来 3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算 （1）纤芯和包层的相对折射率?； （2）光纤的数值孔径NA 。 解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为 22 122 10.032n n n -?=≈ 光纤的数值孔径为 0.38NA 4．已知阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射（指数）差0.01?=，纤芯半径25a m μ=，若01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。 解：光纤的归一化频率 00 2233.3V a n ππλλ=?=
工艺思考题及参考 答案模板
机械制造工艺学( 上) 思考题及参考答案 1、 什么叫生产过程, 工艺过程, 工艺规程? 答: 生产过程: 从原材料变成成品的劳动过程的总和。 工艺过程: 在生产过程中, 直接改变生产对象的形状、 尺寸、 性能及相对位置关系的过程。 工艺规程: 在具体生产条件下, 将最合理的或较合理的工艺过程, 用文字按规定的表格形式写成的工艺文件。 2、 某机床厂年产CA6140 卧式车床 台, 已知机床主轴的备品率为15%, 机械加工废品率为5%。试计算主轴的年生产纲领, 并说明属于何种生产类型, 工艺过程有何特点? 若一年工作日为280天, 试计算每月(按22天计算)的生产批量。 解: 生产纲领公式 N=Qn(1+α)(1+β)=??12000( 1＋15％) ( 1＋5％) =2415台/年 查表属于成批生产,生产批量计算: 241522 189.75280 NA n F ?= ==(件) 3、 结合具体实例, 说明什么是基准、 设计基准、 工艺基准、 工序基准、 定位基准、 测量基准、 装配基准。 答: 基准: 是用来确定生产对象的点或面, 包括设计基准和工艺基准, 设计基准: 在零件图上标注设计尺寸所采用的基准。 工艺基准: 在零件的工艺过程中所采用的基准叫做工艺基准。
按其场合不同, 可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 工序基准: 在工序图中, 用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准。 定位基准: 加工时, 用以确定工件在机床上或夹具中的正确位置; 测量基准: 加工中或加工后, 测量工件形状尺寸采用的基准; 装配基准: 装配时用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准。 举例: ( a) 如一阶梯轴零件, Φ60外圆的设计基准是Φ40外圆的中心 线 (b)如图的工序图中,加工ΦD 孔 ,
习题一 1．光纤通信的优缺点各是什么？ 答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。 缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。 模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。 光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。 光检测器将光信号转化为电流信号。常用的器件有PIN和APD。然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。 光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。 光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。 3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？ 解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。根据题意，求得在1.55μm的光载波下，数字通信系统的比特率为1.935Gb/s，则能传输30241935路64kb/s的音频信道。 4．SDH体制有什么优点？ 答：（1）SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的准同步数字体制（PDH）完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性； （2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了数字交叉连接（DXC），减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性； （3）由于采用了较先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。因SDH帧结构中安排了信号的5％开销比特，它的网管功能显得特别强大，并能统一形成网络管理系统，为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用； （4）由于SDH有多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化； （5）SDH有传输和交换的性能，它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活； （6）SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容；
光纤通信基础复习题及答案 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 ，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20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0.5（1.3μm）0.2（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= 0.85, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34～45, 中继距离: 10. 第二阶段（1976～1986）为大力发展和推广应用时期.
波长: λ= 1.30, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140～565, 中继距离: 50～100. 第三阶段（1986～1996）以超大容量超长距离为目标,全面推广及开展新技研究时期. 波长：λ= 1.55, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 2.5～10, 中继距离: 100～150. 3.光通信基本概念： 光通信：利用光波进行信息传输的一种通信方式。 光纤通信：利用光导纤维作为光波传输介质的一种通信方式。 光波导：传输光波的介质。例如光纤。 光纤通信的三个窗口: 0.85 1.30 1.55. 4.推导光纤数值孔径公式 称之为光纤的数值孔径。是反映光纤扑捉光线能力大小的一个参数。 = √n12- n22 图2-3 光波在光纤子午截面内的传播 由图可知:
绿色化学思考题 1.二十世纪人类面临的环境危机是什么？ ○1温室气体大量排放导致全球变暖○2臭氧层空洞○3生物多样性减少○4酸雨成灾○5森林锐减○6土地沙漠化○7大气污染○8淡水资源污染○9海洋污染○10垃圾围城—最严重的城市病○11核冬天(核污染) 2.绿色化学的定义、特点及其与环境化学和环境治理的区别。 定义：绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的新兴学科。是一门从源头上减少或消除污染的化学。 特点：从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维方式的创新和发展；从经济观点看，绿色化学为我们提供合理利用资源和能源、降低生产成本、符合经济持续发展的原理和方法; 从环境观点看，绿色化学是从源头上消除污染，保护环境的新科学和新技术方法。绿色化学是更高层次的化学。 与环境化学和环境治理的区别：环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。环境治理则是对已被污染了的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。而绿色化学是从源头上阻止污染物生成的新学科，它是利用化学原理来预防污染，不让污染产生，而不是处理已有的污染物。 3.绿色化学的十二条原则是什么？ ○1防止污染优于污染治理；○2提高原子经济性；○3尽量减少化学合成中的有毒原料、产物；○4设计安全的化学品；○5使用无毒无害的溶剂和助剂；○6合理使用和节省能源；○7利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品；○8减少不必要的衍生化步骤；○9采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂；○10产物的易降解性；○11发展分析方法，对污染物实行在线监测和控制；○12减少使用易燃易爆物质，降低事故隐患 第二章不产生三废的原子经济反应 1.什么是原子经济性及如何计算原子利用率。 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（Atom economy）概念是绿色化学的核心内容之一。 2.原子经济性与环境效益的相关性. ○1原子利用率越低，环境因子就越大，生产过程产生的废物就越多，造成的资源浪费和环境污染就越大。○2产品越精细复杂，E值越大。因为产品越复杂，生产步骤越多，原子利用率越低。○3原子经济反应是最大限度利用资源、最大限度减少污染的必要条件，但不是充分条件。 3.提高化学反应原子经济性的途径有哪些? ○1开发新型催化剂；○2简化合成步骤；○3采用新合成原料。 第三章绿色合成让社区中毒的悲剧不再重演 1.光气和氢氰酸是生产哪些产品的原料？他们对人有什么危害？ ○1光气（COCl2）又称碳酰氯，主要用于生产聚氨酯，也是生产染料、医药、农药和矿物浮选剂的原料。光气对人的危害：剧毒，吸入微量时可引起咳嗽、咽喉发炎、粘膜充血、呕吐等；重症时，引起肺部淤血和肺水肿；深度中毒时，引起血管膨胀、心脏功能丧失，导致急性窒息性死亡。 ○2氢氰酸主要用于生产聚合物的单体如甲基丙烯酸系列产品、己二腈等。前者主要用于生产有机玻璃，也用于制造涂料、胶粘剂、润滑剂、皮革整理剂、乳化剂、上光剂和防锈剂等；后者是尼龙-66的重要中间体。氢氰酸对人的危害:无色液体或气体，极易挥发，能迅速被血液吸收，口服致死量一般在0.1-0.3g之间。
1-1光纤通信的优缺点各是什么？ 答与传统的金属电缆通信、微波无线电通信相比，光纤通信具有如下优点：(1) 通信容量大．首先，光载波的中心频率很高，约为2 X10^14Hz ，最大可用带宽一般取载波频率的10 %，则容许的最大信号带宽为20 000 GHz( 20 THz ) ；如果微波的载波频率选择为20 GHz ，相应的最大可用带宽为2 GHz。两者相差10000 倍．其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GHz·km ；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍．目前，单波长的典型传输速率是10 Gb ／s。，一个采用128 个波长的波分复用系统的传输速率就是1 . 28 Tb / s . ( 2 ）中继距离长。中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小千0 . 2 dB / km ，色散接近于零． ( 3 ）抗电磁干扰．光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的千扰．同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。 ( 4 ）传输误码率极低。光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，．噪声主要来源于t 子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声．只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10^-9甚至更低。 此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。当然光纤通信系统也存在一些不足： ( 1 ）有些光器件（如激光器、光纤放大器）比较昂贵。 ( 2 ）光纤的机械强度差，为了提高强度，实际使用时要构成包声多条光纤的光缆，光统中要有加强件和保护套。 ( 3 ）不能传送电力．有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。为了传送电能，在光缆系统中还必须额外使用金属导线． （4）光纤断裂后的维修比较困难，需要专用工具。 1-2 光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。 答光纤通信系统由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成（参看图1 . 4 ）。发射机又分为电发射机和光发射机。相应地，接收机也分为光接收机和电接收机。电发射机的作又分为电发射机和光发射机。电发射机的作用是将信（息）源输出的基带电信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等，光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用藕合技术把光信号最大限度地注人光纤线路．光发射机由光源、驱动器、调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本取决于光源的特性；光源的输出是光的载波信号，调制器让携带信息的电信号去改变光载波的某一参数（如光的强度）．光纤线路把来自于光发射机的光信，能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机．光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接失和连接器是不可缺少的器件．光接收机把从光线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号．光接收机的功能主要由光检测器完成，光检测器是光接收机的核心。电接收机的作用一是放大，二是完成与电发射机换，包括码型反变换和多路分接等． 1-3 假设数字通信系统能够在高达1 ％的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55 um 的光载波上能传输多少路64 kb / s 的话路？ 解在5GHz微波载波上能传输的64kb/s的话路数K=(5*10^9*1%)/(64*10^3)≈781(路) 在 1.55um的光载波上能传输的64kb/s的话路数K=（（3*10^8）/(1.55*10^-6)）/(64*10^-3)=3.0242*10^7（路） 1-4 简述未来光网络的发展趁势及关键技术。 答未来光网络发展趁于智能化、全光化。其关健技术包括：长波长激光器、低损耗单模光