Question

1．光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术．发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用．光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85μm的单色光．上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06μm的单色光．这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标．根据以上信息，回答下列问题：
（1）在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？
（2）为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？（已知光纤纤芯的折射率为1.47）

Answer 1

分析 根据n=$\frac{c}{v}$及v=λf联立方向即可求解在光纤制导中，上行光信号在真空中波长，若上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．

解答 解：（1）设信号频率为f，真空中的波长为λ₀，c=λ₀f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为λ，则光在纤芯中的速度v=λf，又n=$\frac{c}{v}$，
可以得出：λ₀=nλ=1.47×1.06μm=1.56μm．
（2）根据发生干涉的条件可知，若上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．
答：在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是1.56μm；
（2）若上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．

点评 该题通过生活中的例子考查光在介质中的传播速度、波长与介质的折射率之间的关系，牢记公式n=$\frac{c}{v}$即可．