指器件输出端口的光进入非指定输出端口光能量大小。 ⑸光回波损耗RL
指光信号从指定端口输入时，由于器件引起反相回传的光能量。 ⑹偏振相关损耗PDL
指光信号以不同的偏振状态输入时（如线偏振、圆偏振、椭圆偏振），对应输出端口插入损耗最大变化量。
⑺最大光功率Pmax
指器件允许通过的最大光功率值，以mW表示。 13. 光隔离器主要分哪几类？简述各类的基本工作原理。
根据光隔离器的偏振特性可将偏振器分为偏振相关型和偏振无关型两种；根据隔离器的内部结构可分为块状型、光纤型、波导型等；根据其外部结构可分为尾纤型、连接器端口型和微型化型，尾纤型和连接器端口型也称在线型。
14. 光隔离器的性能指标有哪些？分别如何定义？
⑴插入损耗 插入损耗是隔离器性能的重要技术指标。主要来源与偏振起、法拉第旋转器和光纤准直器的插入损耗。
?s?[?(?0) 偏振相关光隔离器的插入损耗表达式为 IL??10lgc2o Wedge型偏振无关光隔离器的插损为
L??10lgexp[?(n0A?h?02)] 2?]式中，n0为自聚焦透镜折射率，A为自聚焦透镜聚焦参数，h 为出射o光与e光的间距。
⑵反向隔离度 反向隔离度是隔离器最重要的指标之一，定义为当光从隔离器输出端入射时，输入端反向出射光功率Pr'与入射光功率P'的比值，它表征隔离器对反向传输光的衰
Pr'减能力 Iso??10lg'
P⑶回波损耗 光隔离器的回波损耗也是一个相当重要的指标，它指正向入射导隔离器中的光功率Pi与沿输入路径返回隔离器输入端口的光功率Pr'之比
Pr'RL??10lg
Pi⑷偏振相关损耗PDL 指当输入光偏振态发生变化而其他参数不变时，器件插入损耗的最大变化量，是衡量器件插入损耗受偏振态影响程度的指标，主要产生在折射率发生突变的界面上。
⑸30dB隔离度带宽 指以30dB带宽表示的光隔离器能够覆盖的工作波长范围。
⑹偏振模色散PMD 指通过器件的信号光不同偏振态之间的相位延迟。 15. 光开关主要分哪几类？简述各类的基本工作原理。
根据工作原理可分为机械式、MEMS式和集成光波导式三大类。 机械式光开关靠光纤或光学元件移动使光路发生改变。
MEMS 型光开关就是利用MEMS 技术制作的微型化的自由空间光学平台，它能够将光束从一根光纤转移到另一根光纤。
集成光波导型光开关则依靠光电效应、磁光效应、声光效应以及热光效应来改变波导折射率，使光路发生改变。
16. 光开关的性能指标有哪些？分别如何定义？
光开关的光学特性参数主要指插入损耗、回波损耗、隔离度、工作波长、消光比、开关时间等。
⑴插入损耗 输入和输出端口之间以分贝数表示的光功率的减少
P IL??10lgOUT
P0式中，P0为进入输入端光功率；POUT为输出端光功率。
⑵回波损耗（也称为反射损耗或反射率） 从输入端返回的光功率与输入光功率的比
P值，以分贝表示 RL??10lgr 式中，P0为进入输入端的光功率；Pr是输入端口收
Po到的返回光功率。
⑶隔离度 两个相隔输出端口以分贝数表示的光功率的比值
P In,m??10lgin 式中，m，n为光的两个隔离端口（n?m）；Pin是光从i端口输
Pim入时n端口的输出光功率，Pim是光从i端口输入时在m端口测得的光功率。
⑷远端串扰 光开关接通端口的输出光功率与串入另一端口的输出光功率的比值。 ⑸近端串扰 当其他端口接匹配终端，连接的端口与另一个名义上是隔离的端口的光功率之比。
⑹消光比 两个端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。
ERnm?ILn?m0IL n m 式中，ILnm为n、m端口导通时的插入损耗，IL0nm为非导通
时的插入损耗。
⑺开关时间 开关端口从某一初始态转为通或断所需的时间，开关时间从在开关上施加或撤去转换能量的时刻起测量。
第九章 光盘与光存储技术
1. 光盘记录有什么优点？
光盘有一下优点： ⑴存储密度高
⑵数据传输速率高 ⑶存储寿命长 ⑷信息位价低 ⑸更换容易
2. 光盘发展经历了哪几代？每一代的特点是什么？
自美国ECD及IBM公式共同研制出第一片光盘以来，光盘经历了四代：
⑴只读存储光盘（read only memory，ROM）
这种光盘中的数据是在光盘生产过程中刻入的，用户只能从光盘中反复读取数据。这种光盘制造工艺简单，成本低，价格便宜，其普及率和市场占有率最高。
⑵一次写入多次读出光盘（write once read many，WORM） 这种光盘具有写、读两种功能，写入数据后不可擦除。 ⑶可擦重写光盘（rewrite,RW） 用户除了可在这种光盘上写入、读出信息外，还可以将已经记录在盘上的信息擦除掉，然后再写入新的信息；但擦与写需要两束激光、两次动作才能完成。
⑷直接重写光盘（overwrite，OW）
这种光盘上实现的功能与可擦重写重写光盘一样，所不同的是，这类光盘可用同一束激光、通过一次动作就擦除掉旧信息并录入新信息。 3. 说明ROM光盘存储原理。
如图9-1，9-2所示
将事先记录在主磁带上的视频或音频信息通过信号发生器、前臵放大器去驱动电光或声光调制器，使经过调制的激光束以不同的功率密度聚焦在甩有光刻胶的玻璃衬盘上，使光刻胶曝光，之后经过显影、刻蚀，制成主盘（又称母盘，master），再经喷镀、电镀等工序制成副盘（又称印模,stamper），然后再经过“2P”注塑形成ROM光盘。 4. 简述ROM光盘的形成过程。
ROM光盘的主盘与副盘制备一般经过如图9-3所示工序。
⑴衬盘甩胶 ⑵调制曝光 ⑶显影刻蚀 ⑷喷镀银层
⑸电镀镍层
⑹镍膜剥离，形成副盘
⑺上述主盘每一个都可以通过（5）、（6）步骤的重复，制得若干个副像子盘—副盘；而每一个副盘又都可以通过（5）、（6）步骤的重复，制得若干个正像子盘。
⑻将上述所得正像或副像子盘作为“印模”（stamper），加工中心孔和外圆后装入“2P”喷塑器中，经过进一步的“2P”复制过程来制作批量ROM光盘。 5. 一次写入光盘有哪几种记录方式？
一次写入光盘是利用激光光斑在存储介质的微区产生不可逆的物理化学变化进行信息记录的盘片，其记录方式主要有以下几种：
⑴烧蚀型：存储介质可以是金属、半导体合金、金属氧化物或有机染料。利用介质的热效应，使介质的微区熔化、蒸发，以形成信息坑孔。
⑵起泡型：存储介质由聚合物－高熔点金属两层薄膜组成。激光照射使聚合物分解排出气体，两层间形成的气泡使上层薄膜隆起，与周围形成反射率的差异而实现信息的记录。
⑶熔绒型：存储介质用粒子刻蚀的硅，表面呈现绒状结构，激光光斑使照射部分的绒面熔成镜面，实现反差记录。
⑷合金化型：用Pt－Si、Rh-Si或Au-Si制成双层结构，激光加热的微区熔成合金，形成反差记录。
⑸相变型：存储介质多用硫属化合物或金属合金制成薄膜，利用金属的热效应合光效应使被照射微区发生非晶相到晶向的相变。
6. WORM光盘写/读对存储介质有什么基本要求？说明WORM光盘存储原理。
光盘读写对存储介质有多方面的要求，综括起来主要包括以下几方面： ⑴分辨率及信息凹坑的规整几何形状 ⑵没有中间处理过程 ⑶较好的记录阈值 ⑷记录灵敏
⑸较高的反衬度
⑹稳定的抗显微腐蚀能力 ⑺与预格式化衬盘相容 ⑻高生产率、低成本
7. 说明激光热致相变RW光盘读、写、擦原理。 参照教材附图。
近红外波段的激光作用在介质上，能加剧介质网络中原子、分子的振动，从而加速相变的进行。因此近红外激光对介质的作用以热效应为主，其中写、读、擦激光与其相变的进行。图的上半部是用来写入、读出及擦除信息的激光脉冲，下半部表示出在这三种不同的脉冲作
用下，在介质内部发生的相应相变过程。
⑴信息的记录 对应介质从晶态C向玻璃态G的转变。选用功率密度高、脉宽为几十至几百纳秒的激光脉冲，使光斑微区因介质温度刹那间超过熔点Tm而进入液相，再经过液相快瘁完成到达玻璃态的相转变。
⑵信息的读出 用低功率密度、短脉宽的激光扫描信息道，从反射率的大小辨别写入的信息。一般介质处在玻璃态（即写入态）时反射率小，处在晶态（即擦除态）时反射率大。在读出过程中，介质的相结构保持不变。
⑶信息的擦除 对应介质从玻璃态G向晶态C的转变。选用中等功率密度、较宽脉冲的激光，使光斑微区因介质温度升至接近Tm处，再通过成核－生长完成晶化。在此过程中，光诱导缺陷中心可以成为新的成核中心，因此激光作用使成核速率、生长速度大大增加，从而导致激光热晶化壁单纯热晶化的速率要高。 8. 比较热致晶化和光致晶化过程。
9. 简述可擦重写磁光光盘读、写、擦原理。
如图9-14，目前磁光薄膜的记录方式有补偿点记录和居里点记录两类，前者以稀土－钴合金为主，后者则多为稀土－铁合金。以补偿点写入的磁介质为例来讨论磁光记录介质的读、写、擦原理。
⑴信息的写入 GdCo有一垂直于薄膜表面的易磁化轴。在写入信息前，用一定强度H的磁场o对介质进行初始磁化，使各磁畴单元具有相同的磁化方向。在写入信息时，磁光读写头的脉冲激光聚焦在介质表面，光照微斑因升温而迅速退磁，此时通过读写头中的线圈施加一反偏磁场，就可使光照区微斑反向磁化，如图所示，而无光照的相邻磁畴磁化方向仍将保持原来的方向，从而实现磁化方向相反的反差记录。
⑵信息的读出 信息读出是利用Kerr效应检测记录单元的磁化方向。用线偏振光扫描录有信息的信道，光束到达磁化方向向上的微斑，经反射后，偏折方向会绕反射线右旋一
?个角度k，如图所示。反之，若光扫描到磁化方向向下的微斑，反射光的偏振方向则左旋一???个k，以－k表示。实际测试时，使检偏器的主截面调到与－k对应的偏振方向相垂直的方位，则来自向下磁化微斑的反射光不能通过检偏器到达探测器，而从向上磁化微斑反射的光