Pytania z poprzednich egzaminów

1)

Utworzono prowadnicę świetlną poprzez pokrycie wnętrzna szklanej tulei srebrem o
współczynniku odbicia 98%. Zakładamy, że jedno odbicie wiązki przypada na 100 µm.
Jak część mocy pozostanie w światłowodzie na odległości 1 mm. Przyjąć, że dla x
bliskich jedności prawdziwa jest przybliżona zależność (x)^a = 1 + a (x - 1).

Odp. Około 0,8

2)

Maksymalna szybkość (w sensie pasmo, pojemność informacyjna) przesyłania
informacji światłowodem wynosi:
Odp. Powyżej 1THz (1012Hz)

3)

Zalety i wady światłowodów można wyjaśnić uwzględniając:

Odp. Należy uwzględnić wszystkie wymienione parametry

4)

Która cecha światłowodu nie jest związana z dielektryczną naturą ośrodka?
Odp. Duże pasmo transmisji

5)

Rdzeń włókna światłowodowego różni się od płaszcza
Odp. Współczynnikiem załamania, współczynnik rdzenia jest większy od płaszcza

6)

„Cywilizacja informatyczna przyszłości będzie wykorzystywać światło do generacji,
transportu, składowania, przetwarzania i przesyłania informacji”. To zdanie w pełni i
poprawnie opisuje technologie przyszłej cywilizacji.
Odp. Nie

7)

Niewrażliwość na przesłuchy EM włókna światłowodowego związana jest z...
Odp. Dielektryczną naturą materiałów rdzenia i płaszcza

8)

Mod światłowodu to:
Odp. Charakterystyczny rozkład fali elektromagnetycznej w światłowodzie

9)

Która z podanych własności jest prawdziwe sin(90-alfa)=??
Odp. cos(alfa)

10)

Jednostka dyspersji modowej to:
Odp. 200-800 MHz/km

11)

Jednostka dyspersji chromatycznej to:
Odp. 0-20 ps/km-nm

12)

Co to jest gradient?
Odp. Operator matematyczny, który polu skalarnemu przyporządkowuje pole
wektorowe

13)

Co to jest dywergencja?

Odp. Operator matematyczny, który polu wektorowemu przyporządkowuje pole
skalarne

14)

Który z operatorów różniczkowych NIE występuje w równaniach Maxwella?
Odp. Laplasjan

15)

Jednostka Indukcji elektrycznej D to:
Odp. C/m

2

16)

Jednostka Natężenia pola magnetycznego H to:
Odp. A/m

17)

Co nam mówią warunki brzegowe?
Odp. Składowe normalne są zachowane, a styczne (...)

18)

Twierdzenie Stokesa mówi nam:
Odp. Że rotacja z wektora jest równa całce po powierzchni

19)

Co to są złączki SFF?
Odp. Jest to miniaturowa złączka do zastosowań telekomunikacyjnych

20)

Mod TE posiada składowe niezerowe:
Odp. Ey, Hx, Hz

21)

Mod TM posiada składowe niezerowe:
Odp. Hy, Ex, Ez

22)

W optyce kat padania oznacza:
Odp. Kąt miedzy promieniem padającym a normalną.

23)

Apertura numeryczna NA jest opisywana:
Odp. Jako sinus kata pod którym wprowadzamy promień

24)

Dyspersję w telekomunikacji definiujemy jako:

Odp. Zależność współczynnika załamania n ośrodka (np. szkła) od długości fali. W
efekcie światło o różnych długościach załamane np. na pryzmacie załamuje się pod
różnymi kątami, co daje rozdzielenie światła białego na barwy tęczy zwanego
rozszczepieniem światła.

25)

Jednostka tłumienności światłowodu to:
Odp. dB/km

26)

Jaką funkcję spełnia dynoda?
Odp. Powielanie elektronów

27)

Jednostka natężenia pola elektrycznego E to:
Odp. N/C lub V/m

28)

Jaka była pierwsza masowo produkowana złączka?
Odp. ST

29)

Jakich elementów dotyczy stała Seebacka?
Odp. Termoelektrycznych

30)

Jaki jest stosunek ilościowy fotonów absorbowanych do emitowanych spontanicznie?
Odp. 1 : 1 (ilości powinny być sobie równe)

31)

Czemu niebo jest niebieskie?
Odp. Efekt Rayleigha

32)

Równanie ........ pokazuje zależności ......... :
Odp. falowe, statyczne

33)

Jak działa laser półprzewodnikowy?
Odp. Prąd – moc optyczna

34)

Do czego służy dioda laserowa?
Odp. Do generacji światła monochromatycznego

35)

Podział detektorów ze względu na fizyczne zasady działania:
Odp. Kwantowe i termiczne

36)

Dyspersja polaryzacyjna
Odp. ≤ 0,2 ps/km

1/2

37)

Detektor P-N pracuje:
Odp. Przy polaryzacji w kierunku zaporowym

38)

Czy tylko w laserach można uzyskać szerokość emitowanego widma mniejszą niż 0,1
nm?

Odp. Tak

39)

Czy NA decyduje o kącie wyjścia promieni ze światłowodu?
Odp. Nie

40)

Od czego zależy światłowód gradientowy i skokowy ?
Odp. Od współczynnika załamania

41)

Najlepsza metoda wytwarzania sprzęgaczy to:
Odp. Rozciąganie i stapianie (wymienione jako pierwsze na wykładzie)

42)

Rozpraszanie Rayleigha wywołane jest:

Odp. Występowaniem w strukturze szkła jonów

43)

Stosunek średnicy płaszcza do rdzenia standardowego światłowodu jednomodowego
to około:
Odp. 12,5

44)

Jakie lasery najlepiej wybrać dla zastosowań wymagających dobrze określonego
rozkładu mocy i dobrego ogniskowania wiązki?
Odp. Jednomodowe pracujące w modzie TEM00 *

45)

Który wzór pozwala poprawnie wyliczyć aperturę numeryczną? Przyjmujemy, że m i n
to odpowiednio kwadraty współczynników załamania rdzenia i płaszcza:

Odp. (m-n)^a ,gdzie a=1/2

46)

Do masowej produkcji wielkoseryjnej nadają się sprzęgacze światłowodów wykonane
metodą:
Odp. Techniką optyki zintegrowanej

47)

Równania wiążące wektory pola elektromagnetycznego E i H , oraz parametry i μ.
nazywamy:

Odp. Zapewnia wzmocnienie fali o odpowiedniej długości, co doprowadza do akcji
laserowej

48)

Zaznaczyć laser zaliczany do laserów na ciele stałym:
Odp. Rubinowy i Neodymowy YAG

49)

Według sposobu prowadzenia światłowodów, kable światłowodowe możemy
podzielić na kable typu:
Odp. Ścisła tuba - luźna tuba

50)

Wzór ΔE=hc/x określa zmianę energii atomu lub cząstki przy absorpcji fotonu, x to:

Odp. Częstotliwość światła

51)

Kryterium podziału światłowodów na włókniste i planarne to:
Odp. Struktura

52)

Lasery UV, FIR, IR, VIS to klasyfikacja ze względu na .......
Odp. Zakres spektralny

53)

Kąt graniczny, to kąt rozgraniczający występowania dwóch zjawisk: ............ i ............
Odp. Załamania i całkowitego wewnętrznego odbicia

54)

Rozpraszanie Rayleigha występuje dla:
Odp. Cząsteczek mniejszych od długości rozpraszanej fali

55)

Rdzeń włókna światłowodowego różni się:
Odp. Współczynnikiem załamania, rdzenia jest większy od płaszcza

56)

Przykład detektorów ze względu podziału na konstrukcję:
Odp. Elementy pojedyncze, linijki detektorów CCD

57)

Jak się nazywa charakterystyka czułości od długości fali?
Odp. Charakterystyka czułości widmowej

58)

Co zaliczamy do zjawisk kwantowych?
Odp. Efekt fotowoltaiczny, fotoprzewodnictwo, fotoemisja

59)

Jaki musi być stosunek wielkości cząstki do długości fali, aby nastąpiło rozproszenie?
Odp. Wielkość cząstki musi być mniejsza od długości fali

60)

Dopasuj do: 1)laser nietelekomunikacyjny, 2)pierwsze okno, 3)drugie okno:
Odp. 1)TM00 2)1300um 3) Fotodioda *

61)

Diodę LED stosujemy w światłowodach?
Odp. Wielomodowe

62)

Średnia powierzchnia diody LED jako źródło światła dla światłowodu:
Odp. 50um

63)

Wymienić detektory korzystające z mechanizmów kwantowych:
Odp. Dioda PIN, dioda lawinowa, złącze MS, złącze MSM, fotopowielacz

64)

Wymienić detektory nie korzystające z mechanizmów kwantowych:
Odp. Termopara, termorezystor, detektor piroelektryczny, komórka Golay’a, CCD

65)

Czym jest mod światłowodu i od czego zależy?
Odp. Jest to jedna z dopuszczalnych struktur pola elektromagnetycznego i zależy od
warunków brzegowych

66)

Czy spaw jest lepszy od złączki
Odp. Tak

67)

Z jakiego wzoru wyprowadza się aperturę numeryczną?
Odp. Ze wzoru na kąt graniczny nco*sin(alfac)=ncl*sin(90)

68)

Jakie światłowody opisuje norma G.652?
Odp. Jednomodowe

69)

Jakie światłowody opisuje norma G.651?
Odp. Wielomodowe

70)

Jakie elementy użyjemy w połączeniu światłowodowym na odległości 120km?
Odp. Generator i detektor, przydałby się również wzmacniacz

71)

Detektory pozwalające wykryć emisje światła to:
Odp. Fotodioda, fotopowielacz, fotokomórka, fototranzystor, matryca CCD,
luksomierz, bolometr

72)

Rodzaje złączek światłowodowych to:
Odp. SC, SMA, ST, DIN, FC, Biconic

73)

Laser cieczowy nazywamy inaczej laserem:
Odp. Barwnikowym

74)

Gdzie rozchodzi się światło w światłowodzie planarnym?
Odp. W warstwie i podłożu

75)

Współczynnik modulacji lasera to:
Odp. 0,2 mW / mA

76)

Współczynnik modulacji detektora to:
Odp. 0,9 mA / mW

77)

Który pierwiastek nie nadaje się na detektor?
Odp. Si (Ge również nie)

78)

Warunki generacji światła w laserze to:

Odp. obecność stanów metastabilnych w materiale, pompowanie atomów do
stanów metastablinych, inwersja obsadzeń, emisja wymuszona, optyczne
sprzężenie zwrotne

79)

Co oznacza migotanie lasera?
Odp. Zmianę częstotliwości światła emitowanego przez laser półprzewodnikowy, w
czasie trwania impulsu

80)

Luźna tuba i ścisła tuba to określenie:
Odp. Konstrukcji kabla światłowodowego

81)

Co zaliczamy do zjawisk kwantowych?
Odp. Efekt fotowoltaiczny, fotoprzewodnictwo, fotoemisja

82)

Rezonatory są związane ze zwrotnym .....
Odp. Sprzężeniem optycznym

83)

Stan działający dłużej niż wzbudzony nazywany jest stanem ....
Odp. Metastabilnym

84)

Równanie zawirające E i H to:
Odp. Równanie Maxwella

85)

Wyamiry ferruli:
Odp. 2,5mm i 1,25mm (widziałem jeszcze odpowiedzi o 2,3mm i 1,5mm)

86)

Ile THz to 0,8um ?
Odp. 375 THz

87)

Jaki dodatkowy związek oprócz GaAS wykazuje mniejszy lub większy współczynnik
załamania?
Odp. B mniejszy, Ge większy (P modyfikuje właściwości mechaniczne szkła)

88)

Polaryzacja Fotodiody w telekomunikacji występuje?
Odp. W kierunku zaporowym

89)

Ze względu na prowadzenie światłowodu, możemy podzielić je na:
Odp. Stacyjne i trakcyjne

90)

Log(Pwy/Pwe)=2. Ile wynosi ten log dla Pwe/Pwy?
Odp. -2

91)

Równania Maxwella to równania:
Odp. Wyprowadzane z równań falowych dla przypadku propagacji fali
elektromagnetycznej w ośrodkach dielektrycznych.

92)

Rezonator optyczne zapewnia w laserze optyczne:
Odp. Wzmocnienie

93)

Numer do oznaczania sieci Ethernet?
Odp. 802.3

94)

W jakiej warstwie w modelu OSI realizowana jest transmisja danych, okablowanie,
napięcia, kodowanie?
Odp. Warstwa fizyczna

95)

Jakim przetwornikiem jest fotodetektor?
Odp. Światło – prąd

96)

Przykładem światłowodu podtrzymującym polaryzację jest:
Odp. Światłowód typu Panda

Wzory, które lepiej znać na egzaminie

Czułość:

Straty całkowite w elementach toru światłowodowego:

Odbicie Bragga:

Długość fali lub częstotliwość:

Kierunek rozchodzenia się fali (wektor falowy):

Ilość modów we włóknie światłowodowym:

Efektywny współczynnik załamania:

Tłumienność światłowodu:

Efektywna grubość światłowodu:

Prawo Sneliusa:

Apertura numeryczna światłowodu:

Wybrana teoria (Na podstawie pytań egzaminacyjnych)

1.

Komórka Golay’a to połączenie elementów:
- pneumatycznego
- optycznego
- dodatkowego źródła światła
- detektora półprzewodnikowego

2.

Straty odbiciowe – wywołane odbiciami na powierzchniach granicznych
światłowodów i struktur.

3.

Straty absorpcyjne – pochłanianie w obszarze warstwy lub struktury

4.

Tłumienność odbiciowa dla złączki AC -80db ; dla złączki PC -50db.

5.

Typy kabla światłowodowego ze względu na ilość włókien to:

- Simplex
- Duplex

6.

Straty typowych złączek zawierają się w granicach od 0,25dB do 1,5dB.

7.

V-rowki – służą do zgrywania światłowodów. Na takiej konstrukcji często oparte są
złączki laboratoryjne i złączki wielo-światłowodowe.

8.

Wymiary soczewki GRIN wynoszą:

- długość 3-30mm
- szerokość 1-2mm

9.

Pośród laserów najlepsze parametry uzyskują konstrukcje:
-DBF
-DFB

10.

Laser jest źródłem światła:
- monochromatycznego
- skolimowanego
- spójnego

11.

Rodzaje pompowania laserów:
- pompowanie optyczne
- pompowanie elektryczne
- pompowanie chemiczne
- pompowanie elektronowe
- wybuchowe pompowanie jądrowe

12.

Lasery Gazowe:

- atomowy He-Ne - 632,8nm
- cząsteczkowy CO

2

- 10,6um

- ekscymerowe - ultrafiolet
- Jonowe Ar

+

- 488nm lub 514nm

13.

Diody laserowe można wykonać w półprzewodnikach z prostą przerwą energetyczną:
- GaAs
- InGaAs
- GaN
- InGaAs
- InGaAsP

14.

Bezpieczeństwo pracy z laserami, klasy:
- klasa I:

< 0,4 [uW]

- klasa II:

< 1 [mW] dla λ = 600nm

- klasa IIIa:

1 – 5 [mW] dla λ = 600nm

- klasa IIIb:

5 – 500 [mW]

- klasa IV:

> 500 [mW]

15.

Intensywność rozpraszania Rayleigha rośnie proporcjonalnie do 1/ λ

4

16.

Metody wytwarzania światłowodów włóknistych:
- metoda podwójnego tygla
- metoda wewnętrznego osadzania szkła (MCVD, PCVD)
- metoda zewnętrznego osadzania szkła (OVD, „soot”)
- metoda pionowego osadzania szkła (VAD)

17.

Osadzanie metodą MCVD – osadzanie cząsteczek przed płomieniem.

18.

Dyspersja w telekomunikacji używana jest do opisu procesów, w których sygnał
niesiony przez falę elektromagnetyczną rozchodzącą siew ośrodku ulega degradacji.

19.

Okna telekomunikacyjne:
- I okno: 850nm
- II okno: 1300nm
- III okno: 1550nm

20.

Sieci światłowodowe:
- sieci telekomunikacyjne (SDH, SONET)
- sieci komputerowe LAN, MAN, WAN (Ethernet, FDDI)
- sieci „telewizji kablowej” (dystrybucyjne, analogowe lub cyfrowe)
- sieci SAN (Fibre Channel)
- magistrale optyczne (MOST)
- światłowodowe systemy oświetlenia
- lokalne i rozległe sieci całkowicie optyczne
- łączność optyczna w swobodnej przestrzeni (np. IRDA

21.

Model odniesienia OSI:

22.

Pełna izolacja galwaniczna ważna jest przy łączach między budynkowych, przez co
zwiększony zostaje zasięg aż 10-krotnie.

23.

Ogólne zalecenie do złącza światłowodowego:
- pasmo łącza ≥ 150MHz
- tłumienie łącza ≤ 9dB

24.

Ethernet 10Mb/s – λ = 850nm ; Ethernet 100Mb/s – λ = 1350nm

25.

WDM – system wielofalowy

26.

MOST – system opracowany z myślą o zastosowaniach motoryzacyjnych