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导波光学考试题及答案

单项选择题（每题2分，共10题）

1.光在光纤中传播的模式是？

A.一种

B.多种

C.不确定

D.没有模式

2.光纤的损耗主要由？

A.散射引起

B.吸收引起

C.散射和吸收

D.弯曲

3.导波光学研究的是？

A.光在自由空间传播

B.光在介质波导中传播

C.光的反射

D.光的折射

4.光的传播速度与介质的什么有关？

A.密度

B.折射率

C.温度

D.颜色

5.光纤的数值孔径反映了？

A.光纤的粗细

B.光纤的损耗

C.光纤的集光能力

D.光纤的长度

6.模式耦合会导致？

A.光强增强

B.光强减弱

C.光传播方向改变

D.光频率改变

7.导波光学中常用的波导结构有？

A.平板波导

B.圆形波导

C.矩形波导

D.以上都是

8.光在波导中传播的条件是？

A.入射角大于临界角

B.入射角小于临界角

C.满足全反射

D.随意传播

9.光纤的色散会使？

A.光信号展宽

B.光信号增强

C.光信号减弱

D.光信号频率改变

10.导波光学在哪个领域应用广泛？

A.通信

B.照明

C.动力

D.制热

答案：1.B2.C3.B4.B5.C6.B7.D8.C9.A10.A

多项选择题（每题2分，共10题）

1.光纤具有哪些优点？

A.损耗低

B.带宽宽

C.抗电磁干扰

D.重量轻

2.导波光学的研究方法有？

A.射线法

B.模式法

C.耦合波理论

D.波动方程法

3.光在波导中传播可能出现的现象有？

A.全反射

B.模式耦合

C.色散

D.折射

4.常见的光纤分类有？

A.单模光纤

B.多模光纤

C.渐变型光纤

D.阶跃型光纤

5.波导的参数包括？

A.折射率

B.厚度

C.宽度

D.长度

6.导波光学可用于？

A.光纤通信

B.光传感器

C.光放大器

D.光开关

7.影响光在波导中传播的因素有？

A.波导结构

B.折射率分布

C.光的频率

D.外界温度

8.光纤的制造材料有？

A.石英

B.塑料

C.玻璃

D.金属

9.导波光学中的模式有？

A.基模

B.高阶模

C.横电模

D.横磁模

10.光在波导中传播的特点有？

A.沿特定路径传播

B.能量集中

C.可实现光信号的传输和处理

D.传播速度快

答案：1.ABCD2.ABCD3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABCD10.ABC

判断题（每题2分，共10题）

1.光在光纤中只能单方向传播。（）

2.光纤的损耗越小越好。（）

3.导波光学只研究均匀介质波导。（）

4.光的频率越高，在介质中传播速度越快。（）

5.模式数量越多，光纤的带宽越窄。（）

6.光纤的数值孔径越大越好。（）

7.光在波导中传播不会发生反射。（）

8.导波光学与光学通信无关。（）

9.光纤的色散对光信号传输没有影响。（）

10.波导结构不会影响光的传播特性。（）

答案：1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.×

简答题（总4题，每题5分）

1.简述光纤通信的优点。

答：损耗低、带宽宽、抗电磁干扰、重量轻、必威体育官网网址性好等，能实现高速大容量信息传输。

2.什么是光的全反射？

答：光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时，光全部反射回原介质，不再进入光疏介质。

3.导波光学有哪些应用领域？

答：光纤通信、光传感器、光放大器、光开关等领域，用于光信号传输、检测与处理。

4.光纤的数值孔径有什么作用？

答：反映光纤集光能力，数值孔径越大，光纤能接收的光角度范围越大，越容易耦合光信号。

讨论题（总4题，每题5分）

讨论光纤损耗对通信的影响。

答：损耗大会使光信号减弱，限制传输距离和容量。需采用低损耗光纤，或设置中继器增强信号，以保障通信质量和效率。

讨论导波光学在光传感器中的应用原理。

答：利用光在波导中传播特性，如模式变化、光强改变等，外界物理量影响光传播，通过检测光信号变化实现对物理量的传感。

讨论如何降低光纤的色散。

答：可采用色散补偿光纤，或优化光纤制造工艺，调整折射率分布，还可在系统中采用色散补偿技术，如色散补偿模块来降低色散影响。

讨论光在波导中传播模式与通信容量的关系。

答：模式数量影响带宽，模式越多带宽可能越宽，能承载的通信容量越大。但模式增多可能带来模式耦合等问题，需平衡模式数量与通信性能以提高通信容量。