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2025年光纤考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.以下哪种材料是石英光纤的主要成分？

A.二氧化硅（SiO?）B.氮化硅（Si?N?）C.碳化硅（SiC）D.氧化铝（Al?O?）

答案：A

2.单模光纤与多模光纤的主要区别在于：

A.纤芯折射率不同B.纤芯直径不同C.包层材料不同D.工作波长不同

答案：B（单模光纤纤芯直径约8-10μm，多模光纤约50-62.5μm）

3.光纤中导致“模式色散”的根本原因是：

A.不同波长的光传输速度不同B.不同模式的光在纤芯中传输路径不同C.光纤弯曲引起的辐射损耗D.材料折射率随温度变化

答案：B

4.光纤的“零色散波长”通常指：

A.材料色散为零的波长B.波导色散为零的波长C.材料色散与波导色散相互抵消的波长D.模式色散为零的波长

答案：C

5.以下哪种光器件用于将电信号转换为光信号？

A.光电二极管（PIN）B.雪崩光电二极管（APD）C.半导体激光器（LD）D.光纤光栅（FBG）

答案：C

6.掺铒光纤放大器（EDFA）的最佳工作波段是：

A.O波段（1260-1360nm）B.C波段（1530-1565nm）C.L波段（1565-1625nm）D.S波段（1460-1530nm）

答案：B

7.光纤的“数值孔径（NA）”计算公式为：

A.NA=√(n?2-n?2)B.NA=n?-n?C.NA=(n?+n?)/2D.NA=n?/n?

答案：A（n?为纤芯折射率，n?为包层折射率）

8.光纤的“受激拉曼散射（SRS）”属于：

A.线性损耗机制B.非线性效应C.模式耦合现象D.材料吸收损耗

答案：B

9.100Gbps光传输系统中，常用的调制方式是：

A.非归零码（NRZ）B.二进制相移键控（BPSK）C.正交相移键控（QPSK）D.开关键控（OOK）

答案：C（QPSK可提高频谱效率，适用于高速传输）

10.以下哪种光纤适用于超长途海底光缆，重点优化衰减和有效面积？

A.G.652（标准单模光纤）B.G.653（色散位移光纤）C.G.654（截止波长位移光纤）D.G.655（非零色散位移光纤）

答案：C（G.654.E型光纤在C波段衰减更低，有效面积更大，适合海底长距离传输）

二、填空题（每空1分，共20分）

1.光纤的基本结构由内到外依次为______、______和涂覆层。（纤芯；包层）

2.光纤的损耗主要包括吸收损耗、______和______。（散射损耗；辐射损耗）

3.多模光纤的典型传输距离限制主要由______引起，单模光纤的主要色散类型是______。（模式色散；色度色散）

4.半导体激光器（LD）的发光机制是______，发光二极管（LED）的发光机制是______。（受激辐射；自发辐射）

5.光纤的“有效面积（Aeff）”越大，越能抑制______效应，通常用于______传输系统。（非线性；高速长距离）

6.光传输系统的“功率预算”需考虑发射光功率、______、______和接收机灵敏度。（光纤衰减；连接器/熔接点损耗）

7.相干光通信中，通过______和______技术可同时提取光信号的振幅和相位信息。（外差检测；平衡探测）

8.光纤光栅（FBG）的反射波长满足______条件，公式为λ=2nΛ，其中n为______，Λ为______。（布拉格；有效折射率；光栅周期）

9.10Gbps光信号在G.652光纤中传输时，若色散系数为17ps/(nm·km)，则100km传输后的色散容限约为______ps/nm。（1700）

10.光放大器的“噪声系数（NF）”定义为______与______的比值，理想情况下NF最小值为______dB。（输入信噪比；输出信噪比；3）

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述单模光纤“模场直径（MFD）”与“纤芯直径”的区别及意义。

答案：模场直径（MFD）是描述单模光纤中光能量分布的有效宽度，反映基模（LP??）场强的横向分布范围；纤芯直径是光纤物理结构的几何参数。MFD通常大于纤芯直径，因为光场会渗透到包层中。MFD的意义在于：①影响光纤的连接损耗（MFD不匹配会导致熔接损耗增大）；②决定光纤的非线性效应（MFD越大，有效面积越大，非线性效应越弱）；③与弯曲损耗相关（MFD越小，弯曲损耗越大）。

2.比较发光二极管