光ファイバと光デバイスの一問一答

光ファイバの構造と原理に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①クラッドの屈折率をコアより高くし、境界面での全反射を利用して光を閉じ込める。
• ②コアとクラッドの屈折率を同じにし、光を直進させることで伝搬させている。
• ③コアの屈折率をクラッドより高くし、境界面での全反射を利用して光を閉じ込める。
• ④コアの外側を金属で覆い、金属面での反射を利用して光を閉じ込めている。

シングルモード光ファイバとマルチモード光ファイバに関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①シングルモードはコア径が約50μmと太く、モード分散が大きく短距離に適する。
• ②マルチモードはコア径が細く、伝搬モードが1つのためモード分散がなく長距離に適する。
• ③マルチモードは、シングルモードよりも広帯域で長距離の伝送に適している。
• ④シングルモードはコア径が約10μmと細く、伝搬モードが1つだけで長距離に適する。

石英系光ファイバの伝送損失に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①損失は波長1.55μm帯で最も小さく、約0.2dB/km程度である。
• ②損失は波長0.85μm帯で最も小さく、約0.02dB/km程度である。
• ③レイリー散乱による損失は、光の波長が長くなるほど大きくなっていく。
• ④光ファイバを小さな半径で曲げるほど、伝送損失は小さくなっていく。

光ファイバの分散に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①分散が大きいほど光パルスの幅が狭くなり、高速の伝送に適する。
• ②分散によって光パルスの幅が広がり、伝送速度や距離が制限される。
• ③モード分散は、主にシングルモード光ファイバで問題となる分散である。
• ④波長分散は、波長によらず伝搬の速さが一定であるために生じる。

光通信に用いる発光素子に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①発光ダイオードは、半導体レーザよりスペクトル幅が狭く、長距離に適する。
• ②半導体レーザは、光を受けて電流を流す受光素子として用いられる素子である。
• ③半導体レーザは、LEDよりスペクトル幅が狭く、高速・長距離伝送に適する。
• ④発光ダイオードは、半導体レーザより高出力のため、幹線伝送に用いる。

光通信に用いる受光素子に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①APDは、電流を流すと光を出す発光素子で、光源として使われている。
• ②PINホトダイオードは、内部で電流を増倍するため、APDより感度が高い。
• ③PINホトダイオードは、順方向に電圧を加えた状態で光を検出する素子である。
• ④APDは、なだれ増倍作用によって高い受光感度が得られる受光素子である。

エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①1.55μm帯の光信号を、電気信号に変換することなく光のまま増幅する。
• ②1.31μm帯の光信号を、電気信号に変換してから増幅し、再び光に戻す。
• ③光信号のタイミングを再生し、波形を整える3R機能を持つ中継器である。
• ④励起光には、増幅する信号光と同じ1.55μm帯の光を用いる。

光ファイバの接続に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①融着接続では、端面の汚れは放電で焼き切れるので、切断後の清掃は不要である。
• ②融着接続は、端面を放電で溶かしてつなぐ方法で、接続損失が小さい。
• ③メカニカルスプライスは、ファイバを放電で溶かして一体化する方法である。
• ④光コネクタは、一度接続すると取り外せない、永久的な接続に用いる。

光ファイバケーブルの取扱いに関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①光ファイバは電磁誘導を受けやすいため、電力ケーブルとの離隔が必須である。
• ②許容曲げ半径は、敷設中よりもケーブルの固定後のほうを大きくとる。
• ③許容曲げ半径より小さく曲げると、曲げ損失の増加や断線の原因となる。
• ④曲げ損失は、ファイバを大きな半径でゆるやかに曲げるほど大きくなる。

光通信で用いる受動部品に関する記述として、最も適当なものはどれか。

• ①光スプリッタは、光信号を電気信号に変換し、増幅して複数に分ける。
• ②光アイソレータは、光を両方向に等しく通過させるための部品である。
• ③光減衰器は、光信号を増幅して受光レベルを上げるための部品である。
• ④光スプリッタは、光信号を電気に変換せずに光のまま複数に分岐する。