Optoelektronika II(2) Kolokwium z dnia 17 czerwca 2009 (Jeżeli pytanie jest podkreślone oznacza to że było to pytanie wielokrotnego wyboru, nie licząc oczywiście pytań gdzie trzeba było coś wpisać)

1. Nieliniowe______________ pojawiają się ponieważ odpowiedź ośrodka jest _____________ funkcją pola elektrycznego lub magnetycznego.

2. Który z parametrów jest najmniej istotny dla wzmacniacza optycznego pracującego w torze światłowodowym jako przedwzmacniacz:

• duża moc wyjściowa

• małe szumy

• duże wzmocnienie

3. Ilość zwierciadeł optycznego przełącznika 3D niezbędna do zbudowania przełącznika całkowicie nieblokującego łączącego K portów wejściowych i wyjściowych to:

• 2K

• K lub 2K

• K³

• K²

• K² lub K³

• K

4. Wskazać gęstość mocy optycznej sygnału przy której pojawiają się nieliniowe efekty optyczne:

• 10 000 000W/m²

• 1 000 000 W&m²

• 1W/m²

• 1kW/cm²

5. Diody laserowe DFB i DBR mają podobne właściwości i obszary zastosowań

• TAK

• NIE

6. Tłumienność światłowodu jednomodowego G.652 w pierwszym oknie telekomunikacyjnym wynosi:

• 50dB/km

• klika dB/km

• nie jest specyfikowana

• żadna odpowiedź nie jest poprawna

7. Co to jest liniowy efekt elektrooptyczny? Pockelsa

• Liniowa zależność stałej propagacji światłowodu o częstotliwości fali świetlnej. Efekt pozwala kompensować dyspersję i umożliwia transmisję solitonową.

• Ściśle liniowa zależność współczynnika załamania materiału od przyłożonego z zewnątrz pola elektrycznego. Efekt umożliwia budowę światłowodowych modulatorów elektrooptycznych o dużych (do 100%) efektywnościach modulacji np. mach-zender

• Liniowa zależność współczynników indykatrysy optycznej (1/n2) od przyłożonego pola elektrycznego. Przy napięciach poniżej 1kV dla większości materiałów zmiany są niewielkie i z dobrym przybliżeniem można przyjąć, że zmiany współczynnika załamania liniowo zależą od pola elektrycznego.

8. Wymiarem wektora falowego jest:

• 1/m

• s/m

• m

• m/s

9. OADM to:

• urządzenie do regeneracji sygnałów w sieciach WDM

• urządzenie pozwalające na zapis i odczyt sygnału z sieci bez przerywania ścieżki optycznej

• typ sieci z multipleksacją długości fali

10. Uzupełnić wybrane zalety włókien światłowodowych

• ogromna pojemność _________ pojedynczego włókna

• małe __________= zdolność do przesyłania sygnału na znaczne odległości

• całkowita niewrażliwość na zakłócenia ______________

11. Laser półprzewodnikowy to przetwornik typu:

• napięcie → moc optyczna

• moc popmpy → moc optyczna

• prąd moc → optyczna

• moc optyczna → prąd

12. Główna wada włókien światłowodowych w porównaniu z innymi mediami transmisji to:

• dyspersja linii

• brak możliwości zasilania urządzenia końcowego linią transmisyjną

• wyższa cena systemów światłowodowych

• kruchość szkła w porównaniu z miedzią

13. Wiązka światła o mocy 100mW rozchodząca się w światłowodzie jednomodowym telekomunikacyjnym:

• będzie źródłem szumów i przesłuchów w systemach komunikacji światłowodowej WDM

• wystarczy do obserwacji optycznych zjawisk nieliniowych, ale jest zbyt słaba do wytworzenia optycznych przyrządów fotonicznych

• może wywołać trwałe zmiany materiału światłowodu

• wystarczy do budowy urzytecznych przyrządów fotonicznych

14. Modulatory refrakcyjne światła można wykorzystać do modulacji:

• fazy lub amplitudy fali świetlnej

• amplitudy fali

• fazy fali

15. Co to jest efekt elektrooptyczny?

• pole elektryczne występujące w złączu p-n

• zmiana współczynnika załamania pod wpływem przyłożonego z zewnątrz pola elektrooptycznego

• modyfikacja indykatrysy optycznej pod wpływem przykładanego z zewnątrz pola elektrycznego

• zmiana współczynnika złamania pod wpływem pola elektrycznego

16. Laser He-Ne emituje światło:

• widzialne niebieskie

• wysokiej mocy

• ultrafioletowe

• widzialne czerwone

17. Diody laserowe DFB i FP mają podobne właściwości i obszary zastosowań

• TAK

• NIE

18. Pierwsza dioda laserowa z GaAs powstała w roku:

• 1962

• 1970

• 1958

19. Podać nazwę mechanizmu ruchu wykorzystywanego w optycznych układach MEMS, który nie wymaga stosowania napięcia podtrzymującego kiedy element ruchomy pozostaje w spoczynku:_____________

20. Wymienić dwa mechanizmy ruchu wykorzystywane w przełącznikach fotonicznych, które wymagają stosowania sygnału podtrzymania kiedy element ruchomy pozostaje w spoczynku:______________

21. Najszybsze przełączniki światłowodowe wykorzystywane są do budowy sieci z przełączaniem __________________. Wolniejsze przełączniki znajdują zastosowanie w sieciach z przełączaniem ________________

22. Cechę przełączników światłowodowych charakteryzującą zależność efektywności ich pracy od modowości TE-TM nazywamy __________________________

23. Zestawić w pary wyrażenia z lewej i prawej kolumny

• standardowe

• planarne

• włókniste

• szklane

• jednomodowe

• skokowe

24. Szybkość działania fotodiody jest:

• wprost proporcjonalna do jej pojemności

• odwrotnie proporcjonalna do jej pojemności

25. Trzy podstawowe grupy parametrów światłowodów ( w kolejności od najważniejszej): ____________________, _____________________________, _______________________

26. Wskazań parametry które mogą być przydatne do obliczenia indukcji elektrycznej

• polaryzacja materiału

• Natężenie pola elektrycznego

• względna przenikalność elektryczna

• natężenie pola magnetycznego

• podatność elektryczna

• magnetyzacja

• przenikalność elektryczna próżni

• względna przenikalność magnetyczna

27. Pojemność złącza fotodiody możemy zmniejszyć

• zmniejszając powierzchnię fotodetektora

• zmniejszając grubość obszaru złącza

• zmniejszając polaryzację zaporową złącza

28. Zastosowanie wolniejszych przełączników sieciowych o czasie działania 5___ i większym to ________ sieci.

29. Przełącznik sieciowy obsługuje 9 WE i WY optycznych. Jaka ilośc zwierciadeł będzie potrzebna jeżeli przełącznik ma pracować w sposób całkowicie nieblokujący i stary w każdym torze mają być takie same.

__________

30. Zaznaczyć warunki wystąpienia w krysztale fotonicznym tak zwanej pełnej optycznej przerwy zabronionej

• zablokowana jest transmisja dla wszystkich polaryzacji

• zablokowana jest transmisja dla wszystkich kierunków

• zablokowana jest transmisja dla wszystkich długości fal

31. Optyczne pasmo wzmocnienia wzmacniacza EDFA wynosi około:

• 400nm

• 40 nm

• 4nm

32. Dwie podstawowe technologie MEMS wykorzystywane do tworzenia przełączników optycznych to mikroobróbka _____________ i ___________________.

33. Z jakiego materiału wytwarzane są detektory na potrzeby telekomunikacji światłowodowej

• AlGaAs

• InGaAs

• Si

• Ge

34. Zaznaczyć kompletną listę warunków uzyskania akcji laserowej w laserze półprzewodnikowym

• obecność stanów metastabilnych w materiale, pompowanie atomów do stanów wzbudzonych, inwersja obsadzeń, emisja wymuszona, optyczne sprzężenie zwrotne

• obecność stanów metastabilnych w materiale, pompowanie atomów do stanów metastabilnych, polaryzacja złącza w kierunku przeowdzenia, emisja wymuszona, optyczne sprzężenie zwrotne

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

• obecność stanów metastabilnych w materiale, pompowanie atomów do stanów wzbudzonych, inwersja obsadzeń, emisja spontaniczna, optyczne sprzężenie zwrotne

35. W skład telekomunikacyjnego łącza dalekiego zasięgu mogą wchodzić:

• dioda luminescencyjna, światłowód jednomodowy, fotodioda PIN

• dioda laserowa DFB, światłowód jednomodowy, fotodioda PIN

• dioda laserowa FP, światłowód jednomodowy, fotodioda APD

• dioda laserowa, światłowód wielomodowy, fotodioda APD

36. Liniowy efekt elektrooptyczny. W wyniku działania zewnętrznego pola elektrycznego liniowo zmienia się:

• kwadrat współczynnika załamania

• odwrotność kwadratu współczynnika załamania

• współczynnik załamania

• przenikalność elektryczna materiału

37. Modulatory absorpcyjne światła można najlepiej wykorzystywać do modulacji:

• fazy fali świetlnej

• fazy i amplitudy fali świetlnej

• amplitudy fali świetlnej

38. Które z równań przedstawia poprawny wzór Bragga:

• 2d sin(k)=Ns

• 2s cos(k)=Nd

• 2N dcos(k)=s

• 2s sin(k)=Nd

39. Kompensatory pasma wzmocnienia wzmacniaczy optycznych to elementy niezbędne w:

• telekomunikacyjnej sieci miejskiej

• światłowodowe sieci telewizji kablowej

• sieci 10 Gb Ethernet

• sieci SDH dalekiego zasięgu

40. Który z wymienionych wzmacniaczy optycznych nie wiąże długości fali wzmacnianej wiązki z doborem materiału ośrodka aktywnego

• wzmacniacz półprzewodnikowy

• wzmacniacz Ramana

• wzmacniacz EDFA

41. Typowa efektywność modulacji lasera półprzewodnikowego wynosi:

- 0,2mW/mA

- 0,2mW/A

- 0,8mW/mA

- 20mW/mA

42. Dopasować wyrażenia i uzupełnić zdania:

- utrudniony podsłuch - przesyłanych danych

- Względnie niska - cena

- prosta - obsługa

- małe - wymiary poprzeczne

- całkowita niewrażliwość na - zakłócenia elektromagnetyczne

- duża - niezawodność

- małe - straty

- mała - waga

- ogromna pojemność informacyjna - pojedynczego włókna

- bezpieczna - praca

43. Migotanie długości fali (chirp) emitowanej przez laser półprzewodnikowy wywołane jest przez:

- termiczne zmiany długości fali światła emitowanej przez laser

- Fluktuacje parametrów zewnętrznego modulatora

- zmiany gęstości prądu detektora kontrolnego przy pracy impulsowej

- Zmiany gęstości prądu lasera przy pracy impulsowej

44.Uporządkować laser półprzew. w kierunku wzrastającego prądu progowego

a) homostruktura, podwójna heterostruktura, pojedyncza heterostruktura, GRINSCH, VCSEL

b) homostruktura, pojedyncza heterostruktura, podwójna heterostruktura, GRINSCH, VCSEL

c) homostruktura, pojedyncza heterostruktura, podwójna heterostruktura, VCSEL, GRINSCH

d) VCSEL, GRINSCH, podwójna heterostruktura,pojedyncza heterostruktura, homostruktura

45. Definicja przełącznika optycznego (fotonicznego). Całkowicie_________________ urządzenie światłowodowe zachowujące ________________ formę sygnału, dla każdej ___________ i _____________ transmisji.

46. Rozważamy całkowite wewnętrzne odbicie w dwóch światłowodach szklanych. W pierwszym względna różnica współczynników załamania rdzenia i płaszcza wynosi 1% a w drugim 10%

- Natężenie wiązki odbitej będzie mniejsze w pierwszym światłowodzie.

- Natężenie wiązki odbitej będzie większe w pierwszym światłowodzie.

- Natężenie wiązek odbitych będzie w obu światłowodach takie samo.

47. Kryształ fotoniczny zbudowany jest z kulek o średnicy 3um rozmieszczony w odległościach 2um. Dla jakiej długości fali (w um) wystąpi efekt optycznej przerwy wzbronionej?

____________________________________________________________________________

48. Wzmacniacze SOA cechuję się większą czułością polaryzacyjną niż wzmacniacze EDFA.

- Prawda

- Fałsz

49. Astygmatyzm typowej diody laserowej może wynosić:

a) 10/40 stopnia

b) żadna z odp nie jest poprawna

c) 1/2 miliwaty

d) 10/40 miliradianów

50.Ilość zwierciadeł dwuwymiarowego (2D) przełącznika optycznego niezbędna do zbudowania przełącznika całkowicie nieblokującego łączącego K portów wejściowych i K portów wyjściowych to:

a) K lub 2 x K

b) K²

c) K² lub K³

d) K

e) K³

f) 2 x K

---