电光强度调制器的设计
一、电光强度调制
利用晶体的电光效应，即某些晶体在外加电场的作用下，其折射率将发生变化，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变，可控制光在传播过程中的强度。
强度调制是使光载波的强度(光强)随调制信号规律变化的激光振荡，如图下图所示。光束调制多采用强度调制形式，这是因为接收器一般都是直接响应其所接收的光强变化。
1、电光强度调制装置示意图及原理
它由两块偏振方向垂直的偏正片及其间放置的一块单轴电光晶体组成，偏振片的通振方向分别与x,y轴平行。
根据晶体光学原理，在电光晶体上沿z轴方向加电场后，由电光效应产生的感应双折射轴x' 和y'分别与x,y轴成45°角。设x' 为快轴，y'为慢轴，若某时刻加在电光晶体上的电压为V，入射到晶体的在x方向上的线偏振激光电矢量振幅为E，则分解到快轴x' 和慢轴y'上的电矢量振幅为Ex'=Ey'=E/2。同时，沿x' 和y'方向振动的两线偏振光之间产生如下式表示的相位差
??2π??63V
?30?0-晶体在未加电场之前的折射率
?63-单轴晶体的线性电光系数，又称泡克尔系数
从晶体中出射的两线偏振光在通过通振方向与y轴平行的偏振片检偏，产生的光振幅如下图分别为Ex'y、Ey'y，则有Ex'y=Ey'y=E/2，其相互间的相位差为?????。此二振动的合振幅为
2E'2?Ex2'y?Ey'y?2Ex'yEy'ycos?????121?E?E2??E2cos?421?E2?1?cos??2?
因光强与振幅的平方成正比，所以通过检偏器的光强可以写成
令比例系数为1：
I?E'2?E2sin22?2?I0sin2?2
3??0?63V 即 I?I0sin?显然，当晶体所加电压V是一个变化的信号电压时，通过检偏器的光强也随之变化。如下图I/I0-V曲线的一部分及光强调制的工作情形。
为使工作点选在曲线的中点处，通常在调制晶体上外加直流偏压V?2来完成。V?2是使?为π时晶体两端施加的电压，称为半波电压。或者更方便地在装置中插入?4波片(在图1-1中波片虚线处)，使x'和
y'振动的分量间附加π/2的固定相位差。此时，如外加信号电压为正
?4弦电压（电压幅值较小），即V?V0sin?t，则输出光强近似正弦形。此结果可用公式表达如下：
因附加了固定相位差π/2，式中的δ应由?????2替代，得
????V02?I?I0sin?I0sin??sin?t?242V???2??2?V0??1???I0?1?sin?sin?t?????2?V?2????
一般V0< II0?1?V0?sin?t 22V?2 可见相对光强仍是角频率为ω的正弦变化量，它是调制电压的线性复制，从而达到光强调制的目的。如果V0< 二、电光调制器的电学性能 ① 外电路对调制带宽的限制 电光调制器的等效电路 调制器的并联谐振回路 作用在晶体上的实际电压： ??1VS??(1R)?i?C??VSR0??V??1RS?Re?R?i?C0(RsR?ReR)RS?Re?(1R)?i?C0 最大调制带宽： ??1?fm??2?2?RLC0 驱动峰值调制电压： 驱动功率： 2P?Vm2RLVm??2?n?6330??m22??A??22mP?Vm?C0?fm?Vm?(?AL)?fm??fm624?Ln0?63 当调制晶体的种类、尺寸、激光波长和所要求的相位延迟确定以后，其调制功率与调制带宽成正比。 ② 高频调制时渡越时间的影响:
电光调制器工作原理是什么2
