电光调制课件

第三章光束的调制和扫描本章内容：

§3.1光束调制原理

§3.2电光调制§3.3声光调制

§3.4磁光调制§3.5直接调制

§3.6光束扫描技术本章要求：

1了解光调制的一般概念.2掌握各种调制与扫描的原理与特点.(重点与难点)一、电光强度调制利用纵向电光效应和横向电光效应均可实现电光强度调制。1纵向电光调制器及其工作原理P1Iixyzx

y

P2Io调制光~VL起偏器

/4波片检偏器图3-4纵向电光强度调制设通过起偏器P1后的偏振光振幅为Ex刚进入晶体（z=0）被分解为沿x

和y

方向的两个分量，其振幅和相位都相同，分别为:P1Iixyzx

y

P2Io调制光~VL起偏器

/4波片检偏器入射光强度为两个垂直分量的强度的代数和：

通过长度为L的晶体之后，和两个分量之间产生了一相位差

，则有:通过检偏器P2的总电场强度是所有电场强度在y方向的投影之和，复振幅为：

P1Px

yx'

Y'zVP2输出光强为:(T随加在电光晶体上的调制电压V而变——强度调制)由2.2节知：纵向电光效应的相位延迟:得调制器的透过率：P1Px

yx'

Y'zVP2非线性!

应选线性工作点B。光强调制特性曲线:50100透过率(%)0透射光强电压V调制电压V

V

/2Vm

电光调制特性曲线Bt线性调制措施1:

50100透过率(%)0透射光强电压V调制电压V

V

/2Vm图5电光调制特性曲线Bt加固定偏压V

/2，即所加的电压为：这时（3-18）式变为：令,有：可证（P79）,若（3-19）式可表示成线性关系：但这种加偏压方法会增加电路的复杂性，而且工作点的稳定性也差。线性调制的判据线性调制措施2:在检偏器前插入一

/4波片，其快慢轴与晶体的主轴x成45

角，从而使和两个分量之间产生

/2的固定相位差。于是总相位差为P1Iixyzx

y

P2Io调制光~VL起偏器

/4波片检偏器总相位差P1Iixyzx

y

P2Io调制光~VL起偏器

/4波片检偏器调制的透过率公式（3-18）变成：(与加偏压的效果是相同)

由线性调制的判据可知，为了获得线性调制，要求调制信号不宜过大(小信号调制)，如果信号过大(大信号调制)，则光强调制波就要发生畸变。

纵向电光调制器具有结构简单、工作稳定、不存在自然双折射的影响等优点。其缺点是半波电压太高，不过半波电压高对满足线性调制的条件有利。50100透过率(%)0透射光强电压V调制电压V

V

/2Vm

电光调制特性曲线Bt纵向电光调制器的特性模拟1透射率T随调制信号振幅Vm（或Δφm）的变化动画演示纵向电光调制器的特性模拟2透射率T随偏压V0的变化动画演示思考题小信号调制前提下(Δφm≤1rad)，在纵向电光调制器的透射率T随偏压V0变化的过程中，为什么当调制器上所加的固定偏压V0=0时或V0=Vπ时会出现倍频信号？V0=0时的透射率T0与V0=Vπ时的透射率Tπ应具有什么关系？2、横向电光强度调制入射光偏振方向与z轴夹角450,进入晶体后，将分解为沿x'和z方向振动的两个分量.由2.2节已知,则从晶体出射两光波的相位差为LVdzy

-x

起偏器检偏器P1P2第一项是与外电场无关的晶体本身的自然双折射引起的相位延迟，对温度敏感,影响调制质量,须设法消除.[例：L=3cm,

=632.8nm时，温度每变化10C，引起的附加相位差为1.1

,相当于一个半波电压(数千伏电压)所产生的相位差!调制器根本无法正常工作]。

实际中常采用“组合调制器”对该项进行补偿。第一块晶体加电场为-Ez，经过第一块晶体后，两束光的相位差

经过半波片后，o,e光互换，第二块晶体加电场为Ez第二块晶体引起的相位差：+-“组合调制器”：于是，通过两块晶体之后的总相位差为组合时自然双折射的影响得到补偿，而且半波电压为比单块晶体时的半波电压小一半。作了补偿之后，电光相位差表达式与纵向调制相同，同样的分析可得出与纵向调制相同的调制规律（调制曲线相同，同样可加π/2偏置电压或在检偏器前采用/4波片实现线性调制）二.电光相位调制（纵向运用）

起偏器的透振方向平行于晶体的感应主轴x

轴，

在晶体中只有沿x

方向振动的