MOOC 光纤光学(汉口学院)1450299297 最新慕课完整章节测试答案
第一周 概论
文章目录
1.1 绪论习题
1、单选题：
下面哪种传输媒介的传输容量最大？
选项：
A: 电缆线；
B: 微波；
C: 光纤；
D: 卫星。
答案: 【 光纤；】
2、单选题：
第一个光话的系统是谁发明的？
选项：
A: 爱迪生；
B: 贝尔；
C: 爱因斯坦；
D: 牛顿。
答案: 【 贝尔；】
3、单选题：
提出通过改进工艺实现低损耗光纤的制备，是由下面哪位科学家提出来的？
选项：
A: 李政道；
B: 高锟；
C: 赵梓森；
D: 杨振宁。
答案: 【 高锟；】
1.2 光纤的优点习题
1、单选题：
光纤不具备下面哪种特点？
选项：
A: 损耗低；
B: 传输速率高；
C: 对电磁干扰敏感；
D: 容量大。
答案: 【 对电磁干扰敏感；】
2、单选题：
把光纤与电缆相比较，哪一项的说法不正确？
选项：
A: 电缆通信保密性更好；
B: 光纤的原料非常丰富；
C: 光纤比电缆轻，十分易于铺设；
D: 光纤正在逐步取代电缆。
答案: 【 电缆通信保密性更好；】
3、单选题：
标准单模光纤的主要原料是？
选项：
A: 二氧化硅；
B: 单晶硅；
C: 多晶硅；
D: 氮化硅。
答案: 【 二氧化硅；】
1.3 光纤的分类习题
1、单选题：
下面关于光纤的说法正确的是？
选项：
A: 通信用的光纤包括传感光纤、传光光纤、传像光纤等特殊用途光纤；
B: 光纤的纤芯折射率小于包层折射率；
C: 非通信光纤就是用于光纤通信系统传输信号的光纤；
D: 光纤按照光纤传输的模式分为单模光纤和多模光纤。
答案: 【 光纤按照光纤传输的模式分为单模光纤和多模光纤。】
2、单选题：
光纤的基本结构不包括？
选项：
A: 包层；
B: 金属层；
C: 涂覆层；
D: 纤芯。
答案: 【 金属层；】
3、单选题：
以下说法正确的是？
选项：
A: 对所有光纤而言，当V小于2.405时将只允许传输一种模式；
B: 单模光纤中传输的模式是一种纵模；
C: GIOF折射率遵从阶跃折射率分布；
D: 芯径越粗的光纤，通常它的传输模式数目就越多。
答案: 【 芯径越粗的光纤，通常它的传输模式数目就越多。】
1.4 光纤的制备工艺-管外法习题
1、单选题：
下面哪个不属于获得低损耗光纤的关键技术难题？
选项：
A: 精确的光纤损耗检测；
B: 高纯度的光纤原材料的获取；
C: 高精度的光纤拉丝尺寸控制；
D: 各种重金属及氢氧根离子的消除。
答案: 【 精确的光纤损耗检测；】
2、单选题：
下面说法错误的是？
选项：
A: 掺杂二氧化锗或者五氧化二磷可以提高纤芯折射率；
B: 掺杂三氧化二硼可以提高纤芯折射率；
C: 高质量的光纤通常采用“预制棒-拉丝”工艺来制备的；
D: 光纤制备工艺中的清洗步骤使用超声清洗设备。
答案: 【 掺杂三氧化二硼可以提高纤芯折射率；】
3、单选题：
对于管外法制备工艺说法有误的是？
选项：
A: 管外法主要包括管外气相沉积法（OVD），以及气相轴向沉积法（VAD）；
B: OVD工艺中，原料在氢氧焰中水解生成Si微粉,然后经喷灯喷出沉积在高速旋转的“母棒”外表面；
C: 管外气相沉积法（OVD）的预制棒制备工艺由美国Corning公司开发；
D: OVD工艺中母棒的径向尺寸不受限制，因而棒的尺寸可以做得比较大。
答案: 【 OVD工艺中，原料在氢氧焰中水解生成Si微粉,然后经喷灯喷出沉积在高速旋转的“母棒”外表面；】
1.5 光纤的制备工艺-管内法习题
1、单选题：
下面关于管内法的说法有误的是？
选项：
A: MCVD工艺为朗讯等公司所采用的方法；
B: PCVD工艺采用的加热方式效率非常高，但是移动速度慢；
C: MCVD工艺的局限性是难以实现精细的折射率剖面的制备；
D: PCVD工艺用的热源是微波，其反应机理为微波加热产生等离子使气体电离。
答案: 【 PCVD工艺采用的加热方式效率非常高，但是移动速度慢；】
2、单选题：
关于光纤制备工艺的说法正确的是？
选项：
A: 实心的预制棒的折射率的剖面和要得到的光纤是完全一样的；
B: 制备对纤芯的材料、包层特别是靠外面的包层材料要求都非常高；
C: 套棒步骤之后并不能进行拉丝工艺；
D: 包层的作用是构成芯包结构，实现光波导，同时用来传输模式。
答案: 【 实心的预制棒的折射率的剖面和要得到的光纤是完全一样的；】
3、单选题：
以下哪种不是预制棒制备工艺？
选项：
A: 等离子体增强化学气相沉积法（PCVD）；
B: 改进的化学气相沉积法（MCVD）；
C: 低压化学气相沉积法（LPCVD）；
D: 气相轴向沉积法(VAD)。
答案: 【 低压化学气相沉积法（LPCVD）；】
1.6 光纤的制备工艺-拉丝与成缆习题
1、单选题：
下面关于光纤拉丝成缆的说法错误的是？
选项：
A: 主要采用电阻炉或者电磁感应炉来对光纤预制棒进行加热；
B: 光纤出拉丝炉之后在退火炉内进行缓慢冷却，以防止在玻璃内部造成高应力；
C: 光纤不外加涂覆层时的结构就已经非常坚韧不易断裂了；
D: 涂覆有自由涂覆与加压涂覆这两种不同的涂覆工艺。
答案: 【 光纤不外加涂覆层时的结构就已经非常坚韧不易断裂了；】
2、单选题：
拉丝过程中需要控制的光纤参数不包括？
选项：
A: 比热容；
B: 截止波长；
C: 衰减；
D: 涂层的质量。
答案: 【 比热容；】
3、单选题：
以下哪项不会影响光纤的性能？
选项：
A: 光纤内的杂质；
B: 光纤折射率分布；
C: 光纤内的气泡；
D: 外界电磁干扰。
答案: 【 外界电磁干扰。】
第二周 光纤光学的基本方程（上）
2.1 光纤光学的研究方法及其分析思路习题
1、单选题：
下面哪种关于几何光学分析的说法是错误的？
选项：
A: 几何光学方法不能解释和模式相关的问题；
B: 当光纤的结构尺寸远大于入射光的波长时可近似认为入射光波长为无穷大；
C: 几何光学方法可以分析不同光线之间的时延问题；
D: 几何光学方法没有考虑光波的波动性。
答案: 【 当光纤的结构尺寸远大于入射光的波长时可近似认为入射光波长为无穷大；】
2、单选题：
下面哪种关于几何光学分析的说法是错误的？
选项：
A: 波动光学的分析没有做任何的近似，是一种严格的分析方法；
B: 波动光学是从光波的本质出发进行分析的；
C: 波动光学的适用条件是入射光波长远远小于光纤的芯径；
D: 波动光学的缺点是分析过程比较复杂。
答案: 【 波动光学的适用条件是入射光波长远远小于光纤的芯径；】
3、单选题：
在光波导的分析思路中，经过时空分离得到的方程式是？
选项：
A: 亥姆赫兹方程；
B: 波导场方程；
C: 波动方程；
D: 射线方程。
答案: 【 亥姆赫兹方程；】
2.2 光纤的基本方程和分离变量法习题
1、单选题：
下面哪种关于麦克斯韦方程组的说法是错误的？
选项：
A: 光纤的麦克斯韦方程组中，电荷ρ和电流密度j都是等于零；
B: 麦克斯韦方程组对所有电磁波都适用；
C: 麦克斯韦方程组推导波动方程是纵横分离的过程；
D: 光纤分析方法中，由附加等式以及麦克斯韦方程组可以推导出波动方程。
答案: 【 麦克斯韦方程组推导波动方程是纵横分离的过程；】
2、单选题：
下面哪种关于光纤光学分析的说法是错误的？
选项：
A: 标量波动方程是由矢量波动方程近似得到的；
B: 亥姆霍兹方程是光线理论或者波动理论分析计算的一个基础方程；
C: 光纤波导是一种介质光波导，无传导电流，无自由电荷；
D: 实际光纤波导里光场仅在纤芯中存在。
答案: 【 实际光纤波导里光场仅在纤芯中存在。】
3、单选题：
在光波导的分析思路中，经过纵横分离得到的方程式是？
选项：
A: 亥姆赫兹方程；
B: 波导场方程；
C: 波动方程；
D: 射线方程。
答案: 【 波导场方程；】
4、单选题：
电磁波传播的重要特性之一是，在两种介质交界面处电磁场满足边界条件，其具体表达式为？
选项：
A: E1t=E2t, B1t=H2t; H1n=H2n, D1n=D2n；
B: E1t=E2t, H1t=H2t; B1n=B2n, D1n=D2n；
C: E1t=E2t, D1t=D2t; B1n=B2n, H1n=H2n；
D: D1t=D2t, H1t=H2t; B1n=B2n, E1n=E2n。
答案: 【 E1t=E2t, H1t=H2t; B1n=B2n, D1n=D2n；】
2.3 程函方程、射线方程习题
1、单选题：
下面哪种说法是错误的？
选项：
A: 光线轨迹的求解是通过光程函数Q间接求得；
B: 亥姆霍兹方程的解Ψ可以写成场振幅Ψ0乘以相位函数的形式；
C: 光线的方向就是波的等相位面；
D: 求解射线方程可以得到光线的轨迹。
答案: 【 光线的方向就是波的等相位面；】
2、单选题：
下面哪种关于光纤光学分析的说法是正确的？
选项：
A: 矢量波动方程是由标量波动方程近似得到的；
B: 亥姆霍兹方程是光线理论或者波动理论分析计算的一个基础方程；
C: 光纤波导是一种各向异性介质光波导，无传导电流，无自由电荷；
D: 实际光纤波导里光场仅在纤芯中存在。
答案: 【 亥姆霍兹方程是光线理论或者波动理论分析计算的一个基础方程；】
3、单选题：
在光波导的分析思路中，经过电磁分离得到的方程式是？
选项：
A: 亥姆赫兹方程；
B: 波导场方程；
C: 波动方程；
D: 射线方程。
答案: 【 波动方程；】
第三周 光纤光学的基本方程（下）
2.4 射线方程的物理意义习题
1、单选题：
下面哪种说法是错误的？
选项：
A: 给出光纤波导的折射率分布，并且结合入射条件，就可以通过射线方程直接求出光线轨迹的表达式；
B: 对于SIOF，光线在光纤里以直线传输，到达纤壁处将发生折返；
C: 光线总是向着折射率低的区域弯曲；
D: 阶跃折射率分布光纤通常也称为反射型的光纤。
答案: 【 光线总是向着折射率低的区域弯曲；】
2、单选题：
下面哪种说法是错误的？
选项：
A: 渐变折射率分布的光纤的纤芯折射率梯度为零；
B: 光线总是向着折射率高的区域弯曲；
C: 渐变折射率分布的光纤中光线的轨迹是曲线；
D: 阶跃折射率分布的光纤中光线的轨迹是直线。
答案: 【 渐变折射率分布的光纤的纤芯折射率梯度为零；】
3、单选题：
有关射线方程哪种说法是错误的？
选项：
A: 考虑离轴光线，射线方程中ds可以近似认为等于dz；
B: 射线方程是由几何光学分析得到的；
C: 射线方程描述的是折射率分布和矢径之间的关系；
D: 光线弯曲的方向与折射率分布增大的方向之间的夹角是锐角。
答案: 【 考虑离轴光线，射线方程中ds可以近似认为等于dz；】
2.5 光纤的数学模型与波导场方程习题
1、单选题：
下面哪种光纤模式分析数学模型的说法是错误的？
选项：
A: 光纤具有线性各向异性；
B: 假设阶跃折射率分布光纤(SIOF)是一种理想的数学模型；
C: 光纤中无传导电流；
D: 光纤中无自由电荷。
答案: 【 光纤具有线性各向异性；】
2、单选题：
下面哪种说法是错误的？
选项：
A: 亥姆赫兹方程本征解ψ是光纤中传输的电磁波的电场或磁场的分布函数；
B: 纵横分离得到了一个只由纵向坐标去描述的方程，即波导场方程；
C: 光波在轴向是行波，只有相位的变化，而在横向是一种驻波；
D: 求解波导场方程可得本征解，通常将本征解定义为“模式”。
答案: 【 纵横分离得到了一个只由纵向坐标去描述的方程，即波导场方程；】
3、单选题：
下面哪种关于波导场方程的说法是错误的？
选项：
A: 结合边界连续的条件，可以得到波导场方程的解；
B: 波导场方程由亥姆赫兹方程通过纵横分离得到；
C: 波导场方程的解是光纤传输的模式的场函数表达式；
D: 推导求解波导场方程遵循的是几何光学的分析思路。
答案: 【 推导求解波导场方程遵循的是几何光学的分析思路。】
2.6 模式的概念、基本性质和纵横关系式习题
1、单选题：
下面哪种关于模式的说法是错误的？
选项：
A: 每一个模式对应于沿光波导轴向传播的一种电磁波；
B: 模式是波导结构的固有电磁共振属性的表征；
C: 模式具有确定的相速群速和纵场分布；
D: 每一个模式对应于某一本征值并满足全部边界条件。
答案: 【 模式具有确定的相速群速和纵场分布；】
2、单选题：
下面哪种关于场分布本征解的说法是错误的？
选项：
A: 模式场分布由六个场分量唯一决定；
B: 本征解只能在直角坐标系求解；
C: 只有纵向分量满足独立的波导场方程；
D: 场的横向分量可由纵向分量来表示。
答案: 【 本征解只能在直角坐标系求解；】
3、单选题：
下面哪种关于模式的说法是正确的？
选项：
A: TM模Ez=0；
B: EH模或HE模Ez≠0，Hz≠0；
C: TEM模Ez≠0，Hz=0；
D: TE模Ez=Hz=0。
答案: 【 EH模或HE模Ez≠0，Hz≠0；】
4、单选题：
以下哪种模式不能在光纤中存在？
选项：
A: TE模；
B: TM模；
C: TEM模；
D: EH模或HE模。
答案: 【 TEM模；】
2.7 场分布传播常数及其物理意义习题
1、单选题：
下面关于光纤横向传播常数U、W和纵向传播常数β说法错误的是？
选项：
A: 横向传播常数是由纵向传播常数唯一决定；
B: U值反映了导模在纤芯中的驻波场横向振荡频率；
C: W值反映了导模在包层中的消逝场的衰减速度；
D: W趋近于0时，对应于导模远离截止。
答案: 【 W趋近于0时，对应于导模远离截止。】
2、单选题：
下面说法正确的是？
选项：
A: 横向传播常数是波矢的横向分量；
B: 导模远离截止时导模转化为辐射模；
C: 归一化频率越大，理论上允许存在的导模数越少；
D: 群速度是等相位面沿z轴的传播速度。
答案: 【 横向传播常数是波矢的横向分量；】
3、单选题：
下列说法正确的是？
选项：
A: 临近截止W=0，场在包层中不衰减；
B: 临近截止W→∞，场在包层中不衰减；
C: 远离截止W→∞，场在包层中不衰减；
D: 远离截止W=0，场在包层中不存在。
答案: 【 临近截止W=0，场在包层中不衰减；】
4、单选题：
关于色散的说法错误的是？
选项：
A: 色散使光脉冲发生畸变；
B: 色散会使光纤的传输容量增大；
C: 色散描述的是群延时所引起的脉冲展宽；
D: 色散主要有三类，模间色散、波导色散和材料色散。
答案: 【 色散会使光纤的传输容量增大；】
第四周 （第三章） 阶跃折射率分布光纤第一部分
3.1 SIOF的子午光线
1、单选题：
下面关于光纤子午光线的说法错误的是？
选项：
A: 光纤波导中的子午平面将有无穷多个；
B: 子午平面是与纤轴相交，而且与纤壁垂直的平面；
C: 阶跃型光纤中仅有子午光线沿直线传播并在纤壁全反射；
D: 子午光线始终在子午平面内传输。
答案: 【 阶跃型光纤中仅有子午光线沿直线传播并在纤壁全反射；】
2、单选题：
下面说法正确的是？
选项：
A: 倾斜光线只限于单一倾斜平面传输；
B: 倾斜光线在光纤中也会发生全反射；
C: 倾斜光线在阶跃型光纤中沿曲线传播；
D: 倾斜光线可能与纤轴相交。
答案: 【 倾斜光线在光纤中也会发生全反射；】
3、单选题：
在SIOF中，纤芯折射率n1=1.469，包层折射率n2=1.462，则子午光线与z轴夹角θz的约束条件sinθz ≤ ( )？
选项：
A: 0.0975；
B: 0.0896；
C: 0.0422；
D: 以上均不正确。
答案: 【 0.0975；】
4、单选题：
关于SIOF中子午光线的说法错误的是？
选项：
A: 子午光线在光纤横截面的投影是过圆心且与纤壁相交的直线；
B: 对于子午光线只确定θz还不能确定其传输轨迹；
C: 不满足约束条件的光线无法被约束于纤芯内传输；
D: 子午光线在纤芯纤壁处发生全反射。
答案: 【 对于子午光线只确定θz还不能确定其传输轨迹；】
3.2 数值孔径
1、单选题：
在SIOF中，纤芯折射率n1=1.469，包层折射率n2=1.462，则相对折射率差∆为？
选项：
A: 4.776×10^(-3)；
B: 9.508×10^(-3)；
C: 7.000×10^(-3)；
D: 5.765×10^(-3)。
答案: 【 4.776×10^(-3)；】
2、单选题：
下面关于光纤的数值孔径的说法正确的是？
选项：
A: 数值孔径越小，光纤收集光的能力越强；
B: 数值孔径越大，耦合效率就会更低；
C: 数值孔径越大，通信容量则会越小；
D: 数值孔径越小，光线时延差越大。
答案: 【 数值孔径越大，通信容量则会越小；】
3、单选题：
下列说法正确的是？
选项：
A: 数值孔径和光纤的几何尺寸有关系；
B: 阶跃型多模光纤适合传输图像；
C: 多模光纤的通信容量很低；
D: 光纤通信需要数值孔径大的光纤。
答案: 【 多模光纤的通信容量很低；】
4、单选题：
关于数值孔径的说法错误的是？
选项：
A: 光纤的数值孔径只决定于光纤的折射率；
B: 通信容量正比于单位长度光纤光脉冲展宽；
C: 通信容量正比于光纤的传输带宽；
D: 增大相对折射率差可以增大数值孔径从而提高耦合效率。
答案: 【 通信容量正比于单位长度光纤光脉冲展宽；】
3.3 倾斜光线
1、单选题：
下面关于倾斜光线的说法错误的是？
选项：
A: 倾斜光线的数值孔径小于子午光线；
B: 倾斜光线不与纤轴相交；
C: 倾斜光线不在同一个平面内传输；
D: 倾斜光线在光纤横截面上的投影是一个类多边形。
答案: 【 倾斜光线的数值孔径小于子午光线；】
2、单选题：
下面说法正确的是？
选项：
A: 考虑偏斜光线时光纤传输带宽更大；
B: 考虑倾斜光纤将会使时延差变得更大；
C: 考虑倾斜光纤轨迹时光纤通信容量更大；
D: 倾斜光纤和子午光线不能共存。
答案: 【 考虑倾斜光纤将会使时延差变得更大；】
3、单选题：
下面不是倾斜光线特征的是？
选项：
A: 不与纤轴相交；
B: 不在同一平面内传输；
C: 倾斜光线的数值孔径小于子午光线；
D: 最大时延差大于子午光线。
答案: 【 倾斜光线的数值孔径小于子午光线；】
3.4 波导场方程及导模本征解
1、单选题：
下面关于导模本征解的说法错误的是？
选项：
A: 光场的大小和能量都有限；
B: 纤芯中的场解为第二类变态汉克尔函数；
C: 纤芯中的场解是一种振荡的形式；
D: 场解必须同时满足数学条件和物理意义。
答案: 【 纤芯中的场解为第二类变态汉克尔函数；】
2、单选题：
下面说法正确的是？
选项：
A: 纤芯中的场解为第一类贝塞尔函数，是衰减的形式；
B: 包层中的场解为第二类贝塞尔函数，是振荡的形式；
C: 包层中的场解为第二类汉克尔函数，是衰减场形式；
D: 纤芯中的场解为第一类汉克尔函数，是振荡场形式。
答案: 【 包层中的场解为第二类汉克尔函数，是衰减场形式；】
3、单选题：
关于SIOF导模本征解下面哪个说法不正确？
选项：
A: 导模场在空间各点的值有限；
B: 导模场在无穷远处趋于某个非零的定值；
C: 场的纵向分量由波导场方程和边界条件确定；
D: 场的横向分量由纵横关系求得。
答案: 【 导模场在无穷远处趋于某个非零的定值；】
第五周 （第三章） 阶跃折射率分布光纤第二部分
3.5 本征值方程习题
1、单选题