电光调制器半波电压随频率的变化
电光调制晶体半波电压倍频测量方法的讨论
ｅ ｅ ｔ ｏ ｏ ｔｃ ｍｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｌｃｒ — ｐ ｉ ｄ ｌ ｔ ．Ｔｈ ｎ ｌ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｄ ｌ ｔ ｇ ｓｇ ａ ｎ ｔ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｅ ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ｍｐ ｉ ｄ ｆｍｏ ｕ ａ ｉ ｉ ｎ ｌｏ ｈ ｒ ｑ ｅ ｃ ｔ ｎ
问题 的 干 扰 。通 过 对 半 波 电 压 不 同测 量 方 法 的 实 验 测 量 和 对 比 分 析 ，说 明 该 方 法 可操 作 性 好 ，测
量精确 度也 比直 接观 察倍 频信 号输 出波形要 高 。
关键 词 ： 电 光 调 制 ； 半 波 电 压 ；倍 频 法
中图 分 类 号 ：ＴＮ７ ；０４ ６ ４ ６ ３ ． 文 献 标 志码 ：Ａ
Ｆｒ ｑ ｎｃ ｕ ｌｎｇ ｍ ｅ ｈｏ ｏ ａ ｆ ｗａ ｅ ｖ ｌａ ｅ ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｅ ｕｅ ｙ ｄｏ ｂ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ｈ ｌ— ｖ ｏ ｔ ｇ ａ ｕ ｅ ｎｔ
ｂ ｓ ｄ ｏ ｌ ｃ ｒ — ｐ ｉ ａ ｏ ｌ ｔｏ ａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｔ ０ ０ ｔｃ ｌｍ ｄｕ ａ ｉ ｎ
ｎ ｔｉ ａ ｏ ｆｃ ｙ ｔ ｌｈ ｌ ｗａ ｅ ｖ ｌａ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｙ ｏ ｎ ｆ ｖ ｒｏ ｒ ｓａ ａｆ ｖ ｏｔ ｇ ａ ｕ ｅ ｎ ．Ｓ ｍｍｅ ｒ ｆＬｉｓ ｊｕ ｆｇ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ — ｔｙ ｏ ｓ ａｏ ｉｕ ｅ ｉ ｓｄ ｔ
ＧＵ Ｏ ｉ ｇ—ｅ ，ＨＡＮ ｎ—ｅ ，ＺＨＡ ＮＧ ａ ｌａ Ｍ ｎ ｌｉ Ｘｉ ｆ ｎｇ Ｍ ｏ—ｉ ｎ
（ ．Ａｎ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，Ｆ ｎ ｙ ｎ ３ １ ０，Ｃｈ ｎ ； １ ｈ ｉＵｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｙ ｅ ｇ ａ ｇ２ ３ ０ ｉａ ２ ｎ ｔ ｕ ｅ ｏ ｌ ｓ ｈ ｓｃ ．Ｉ ｓ ｉ ｔ ｆＰ ａ ｍａ Ｐ ｙ ｉｓ，Ｃ ｉ ｅ ｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃ ｅ ｃ Ｈｅ ｅ ３ ０ １ ｔ ｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆＳ ｉ ｎ ｅ， ｆ ｉ ０ ３ ，Ｃｈ ｎ ） ２ ｉａ
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验 (2)
光信息专业实验报告：光调制与光通信模拟系统实验一、实验目的1. 学习电光调制、声光调制、磁光调制的机制及运用。
2. 了解光通信系统的结构。
二、光调制基本原理常用的光调制方式主要有电光调制、声光调制和磁光调制，分别是利用电光效应、声光效应和磁光效应来实现对光的调制的。
1. 电光调制器件工作原理光学介质的电光效应是指，当介质受到外电场作用时，其折射率将随外电场变化，介电系数和折射率都与方向有关，介质的光学特性由原来的各向同性变为各向异性。
目前已发现两种电光效应，一种是泡克耳斯（Pockels ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的一次方成比例；另一种是克尔（Kerr ）效应，即折射率的变化量与外电场强度的二次方成比例。
利用泡克耳斯效应制成的调制器成为泡克耳斯盒，其中的光学介质为非中心对称的压电晶体。
利用克尔效应制成的调制器称为克尔盒，其中的光学介质为具有电光效应的液体有机化合物。
泡克耳斯盒有纵向调制器和横向调制器两种。
我们实验中使用的是电光晶体为DKDP （磷酸二氘钾）的纵向调制泡克耳斯盒。
不给泡克尔斯盒加电压时，盒中的介质是透明的，各向同性的非偏振光经过起偏器P 后变为振动方向平行于P 光轴的平面偏振光。
通过泡克耳斯盒时，其偏振方向不变，到达检偏器Q 时，因光的振动方向垂直于Q 光轴而被阻挡，所以Q 没有光输出；给泡克耳斯盒加电压时，由于电光效应，盒中介质将具有单轴晶体的光学特性，光轴与电场方向平行。
此时，通过泡克耳斯盒的平面偏振光的振动方向将被改变，从而产生了与Q 光轴方向平行的分量，即Q 有光输出。
Q 输出光的强弱与盒中介质的性质、几何尺寸、外加电压大小有关。
对于结构已确定的泡耳克斯盒来说，若外加电压是周期性变化的，则Q 的光输出也是周期性变化的，由此实现对光的调制。
图1 各个量的方位关系图图1表示的是几个偏振量之间的方位关系，光的传播方向平行于z 轴，M 和N 分别为起偏器P 和检偏器Q 的光轴方向，彼此垂直；α为M 与y 轴的夹角，β为N 与y 轴的夹角，2/πβα=+；外电场使克尔盒中电光介质产生的光轴方向平行于x 轴；o 光垂直于xz 平面，e 光在xz 平面内。
电光调制基础
电光调制• 基础EOM （Electrooptic Modulator ）将信息加载于激光的过程称之为调制，完成这一过程的装置称为调制器，激光称为载波，起控制作用的低频信息称为调制信号。
电光在激光器外的光路中进行调制，为外调制。
（内调制：加载调制信号在激光振荡过程中进行，调制信号改变激光器的震荡参数，从而改变激光输出。
激光谐振腔内放置元件。
）• 分类调幅、调频、调相、强度调制1. 振幅调制使载波的振幅随调制信号而变化，简称调幅。
produces an output signal that has twice the bandwidth of the original baseband signal.激光载波的电场强度为：0000()cos()E t A t ωφ=+ 调制信号()m m co a t A s t ω=A m 和m ω分别是调制信号的振幅和角频率。
调制之后，激光振幅0A 与调制信号成正比。
其调幅波的表达式为：000000000000()[1cos ]cos()()cos()cos[()cos[]]()22a a am m m t t m m t A A E t A m E t A t t ωωφωφωωφωωφ=+=-+++++++ 0/m a m A A =为调幅系数。
调幅波的频谱三个频率成分：第一项是载频分量，二、三项是因调制而产生的新分量，为边频分量。
PS:Single-sideband modulationArefinement of amplitude modulation uses transmitter power and bandwidth more efficiently.Single -sideband modulation avoids the bandwidth doubling and takes advantage of the fact that the entire original signal is encoded in either one of these sidebands.00()()cos( 2)()sin(2)()ssb s t s t t s t t f f quadrature amplitude modulation ππ=- 单边带调制最常用的是滤波法是分双边带信号形成和无用边带抑制两步完成的。
第五章 电光调制器
电光调制
电光调制：将电信息加载到光载波上，使光参量随着电参量的 对光场的幅度、频率、相位等参数，均可进行调制。 性能优良的调制器必须具备：高消光比、大带宽、低啁啾、低 电光调制器的主要参数有：半波电压、特性阻抗、调制带宽、
改变而改变。光波作为信息的载波。
的偏置电压。
调制深度（调制效率）、透过率、消光比、插入损耗、品质因数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光开关
13
电光调制
电光调制是利用某些晶体材料在外加电场作用 下折射率发生变化的电光效应而进行工作的。 根据加在晶体上电场的方向与光束在晶体中传 播的方向不同,可分为纵向调制和横向调制。
纵向电光调制：电场方向与光的传播方向平行。
横向电光调制：电场方向与光的传播方向垂直。
电光调制
由于纵向调制电光器件需要透明电极，器件工艺复杂、 加工成本大，因此常用的电光器件大多采用横向调制设计。
横向电光调制器
由此可知， x 轴与 z 轴的综合电光效应使光波通过 晶体后的相位差包括两项：
第一是与外加电场无关的晶体本身的自然双折射引起的相
位延迟，这对调制器的工作没有贡献，而且会因温度变化引
起折射率的变化而导致相位差漂移，进而使调制光发生畸变， 甚至使调制器不能正常工作，应设法消除或补偿双折射现象；
横向电光调制器
优点： 半波电压低、驱动功率小，应用较为广泛。
缺点：
存在自然双折射引起的相位延迟，这意味着在没有外加电场 时，通过晶体的线偏振光的两偏振分量之间就有相位差存在，
当晶体因温度变化而引起折射率的变化时，两光波的相位差发
光调制器普克尔盒(EOM)的高频调制原理
光调制器普克尔盒（EOM）的高频调制原理
实现高频电光调制，考虑使用横向普克尔效应（EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，ConopTIcs pockels cell EOM），美国ConopTIcs公司（上海昊量光电国内代理）生产的横向普克尔效应的半波电压随着晶体的长度增大而减小，所以可以把美国ConopTIcs公司（上海昊量光电国内代理）普克尔盒（低压普克尔盒、EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，ConopTIcs pockels cell EOM）半波电压降低到一百伏左右，配套使用美国Conoptics公司（上海昊量光电国内代理）生产的高频放大电源，构成低压高频电光调制器。
原理介绍：
在电光调制中（EOM），由普克尔效应制作的普克尔盒（Pockels cells）是常用的电光调制（EOM）常用器件。
普克尔效应，又叫普克尔斯效应，波克尔斯效应，泡克耳斯效应，泡克尔斯效应（pockels effect，pockels effect），指的是特定晶体折射率与外加电场强度成一定比例关系的光电现象。
LiNbO3晶体电光调制中半波电压测量方法研究
LiNbO3晶体电光调制中半波电压测量方法研究刘红文;何彦霄;韩睿;孙尚鹏;刘通;苏培宇【摘要】在基于一次电光效应的光学电压传感器中，电光晶体的半波电压是影响传感器输入输出特性的关键参数之一。
通过对电光调制原理的深入分析，选用LiNbO3晶体搭建半波电压测量平台，针对关键参数半波电压进行了测量。
对试验所选用的LiNbO3晶体的半波电压进行了理论计算，并与实际结果进行对比；分析影响LiNbO3晶体半波电压的因素，并指出在实际工程应用中应考虑的问题。
%In sensors based on linear electro-optic effect, half-wave voltage of the electro-optic crystal is one of the key parameters to influence the input and output of sensors. With analysis of the principle of electro-optic mod-ulation, lithium niobate crystal is chosen to be a part of the half-wave voltage measurement system. Measurement of half-wave voltage is finished, theoretical calculation is done, and comparison of the calculation results and the ex-perimental results is completed. Factors influencing the half-wave voltage are analyzed, problems that should be taken care of in engineering application are mentioned.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)014【总页数】5页(P190-194)【关键词】铌酸锂晶体;电光调制;半波电压测量【作者】刘红文;何彦霄;韩睿;孙尚鹏;刘通;苏培宇【作者单位】云南电网有限责任公司电力科学研究院1，昆明650217;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2，重庆400030;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2，重庆400030;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2，重庆400030;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2，重庆400030;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室2，重庆400030【正文语种】中文【中图分类】TM225电工技术电网过电压对输电线路和变电站绝缘均会造成不良影响，因此，在电力系统中，对电网过电压的监测显得尤为重要。
电光调制中半波电压测量方法的研究_孙鉴
大学物理 COLLEGE PHYS ICS
V o.l 27 N o. 10 O ct. 2008
电光调制中半波电压测量方法的研究
孙 鉴 1, 牟海维1, 刘世清 1, 李玉洋2, 张 雨 1
( 1 大庆石油学院 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318; 2 大庆石油管理局 公共汽车公司西区分公司, 黑龙江 大庆 163712 )
纵向电光调制, 外加电场方向平行于光的传播 方向, 也平行于晶体主轴 z方向;
横向电光调制, 外加电场方向仍平行于晶体主 轴 z 方向, 而垂直于光的传播方向.
本文是对使用铌酸锂 ( L iN bO3 ) 晶体的横向电 光调制中半波电压测量方法的研究.
1 半波电压
如图 1所示, 入射光方向平行于 x c轴方向, 起偏
I2 = I1 s in2
PVm sin Xm t = 2VP
I1 2
1- cos
PVm sin Xm t VP
( 4)
由式 ( 4) 知, 当 V0 = 0且 V1 n I
0
1- cos
P
Vm VP
s in
Xt
U
图 3 输出光强与外加电压的 关系
1 4
I0
PVm VP
关闭状态 ), 加在晶体上的电压从零开始, 逐渐增 大, 加在晶体上的电压由电源面板上的数字表读 出, 每隔 20 V 记录一次主控单元上面的光强值, 将数据填入表 1, 输 出的 光强将 会 出现 极小 值和 极大值, 相邻极小值和极大值对应的直流电压之 差即是半波电压.
表1
偏压 U /V 光强 T /V 偏压 U /V 光强 T /V 偏压 U /V 光强 T /V
光调制器普克尔盒(EOM)的高频调制原理
光调制器普克尔盒（EOM）的高频调制原理实现高频电光调制，考虑使用横向普克尔效应（EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，Conoptics pockels cell EOM），美国Conoptics 公司（上海昊量光电国内代理）生产的横向普克尔效应的半波电压随着晶体的长度增大而减小，所以可以把美国Conoptics 公司（上海昊量光电国内代理）普克尔盒（低压普克尔盒、EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，Conoptics pockels cell EOM）半波电压降低到一百伏左右，配套使用美国Conoptics 公司（上海昊量光电国内代理）生产的高频放大电源，构成低压高频电光调制器。
原理介绍：在电光调制中（EOM），由普克尔效应制作的普克尔盒（Pockels cells）是常用的电光调制（EOM）常用器件。
普克尔效应，又叫普克尔斯效应，波克尔斯效应，泡克耳斯效应，泡克尔斯效应（pockels effect，pockels effect），指的是特定晶体折射率与外加电场强度成一定比例关系的光电现象。
通过对外加电场的控制，从而改变一定方向的折射率，使得电光调制器普克尔盒（EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，Conoptics pockels cell EOM）可以作为一个可变半波片工作，从而实现偏振态改变。
当该电光调制器普克尔盒（EOM、普克尔斯盒、Pockels cells）置于两片垂直偏振片之间时，就可以实现光强调制。
根据电压加压方向不同，普克尔效应又可分为纵向普克尔效应和横向普克尔效应。
当电压加压方向平行与光传播方向时，称为纵向普克尔效应（（EOM、普克尔斯盒、Pockels cells，Conoptics pockels cell EOM））；。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电光调制器是一种能够根据输入信号产生相应的输出光束调制的设备。
在电光调制器中，半波电压随频率变化是一个非常重要的特性，它直
接影响了调制器的工作效果和性能。
本文将围绕电光调制器半波电压
随频率变化的问题展开讨论，从基本原理、影响因素、实际应用等多
个方面进行阐述，希望能够对相关领域的研究和应用起到一定的参考
作用。
一、电光调制器及其基本原理
电光调制器是一种利用电场效应来调制光的器件，其工作原理主要是
利用半导体材料的线性光电效应。
当在半导体材料中施加电场时，电
子和空穴将被分开并产生漂移运动，从而改变了材料的折射率，使得
通过材料的光的相位和振幅发生改变，最终实现输入信号到输出光束
的调制。
二、半波电压的概念及其在电光调制器中的作用
半波电压指的是在电光调制器中，使得输出光强减小到输入光强的一
半所需要的电场强度。
在电光调制器中，半波电压作为一个重要的性
能指标，直接影响了调制器的调制带宽、调制效率等指标，因此具有
重要的意义。
三、半波电压随频率的变化规律
1.理论分析
根据半导体材料的固有特性，以及电光调制器的工作原理可以得出，
半波电压随频率的变化呈现出一定的规律。
随着频率的增加，半波电压通常会呈现出先减小后增大的趋势，这是由于半导体材料在高频下存在着一些非线性效应导致的。
2.影响因素
半波电压随频率的变化受到多种因素的影响，主要包括材料的本征特性、器件结构、外界环境等因素。
在实际应用中，需要综合考虑这些因素对半波电压的影响，以实现更好的调制器性能。
四、实际应用与案例分析
在光通信、激光雷达、光学成像等领域，电光调制器被广泛应用于光信号的调制和处理。
通过合理地设计和控制半波电压随频率的变化，可以实现更高效的光信号调制和处理，提高系统的性能和可靠性。
结语
电光调制器半波电压随频率的变化是一个复杂而重要的问题，对于电光调制器的性能和应用具有重要的影响。
通过对这一问题的深入研究和分析，将有助于提高电光调制器的性能，并推动相关领域的发展。
希望本文的探讨能为相关领域的研究工作提供一定的参考和借鉴，推动电光调制器技术的进步和应用的拓展。
人们对电光调制器的半波电压随频率变化的研究充满了兴趣。
随着科学技术的不断发展，电光调制器的应用领域也在不断扩大，不仅在光通信、激光雷达、光学成像等领域有重要应用，还在医学、生物学等领域展现出了巨大的潜力。
在医学领域，光学成像技术的广泛应用为医生们提供了更清晰的医学图像，使得疾病的诊断和治疗更加精准和可靠。
电光调制器作为光信号的调制器，在医学成像中扮演着极为重要的角色。
通过合理地控制半波电压随频率的变化，可以获得更高质量的成像信号，有助于医生更准确地诊断疾病，提高医疗水平。
在生物学领域，电光调制器也展现出了广阔的应用前景。
在生物荧光成像技术中，电光调制器可以在生物标记物的发光强度调制中发挥作用，实现对生物样本中微小结构的分辨和观测，为生物学研究提供有力的技术支持。
与此随着5G、物联网等信息技术的不断发展，光通信技术也受到了极大的关注。
光通信的高速、大容量、低延迟等特点使其在数据传输领域有着巨大的优势，而电光调制器的性能直接关系到光通信系统的传输质量和速率。
通过研究半波电压随频率的变化规律，可以更好地优化电光调制器的性能，提高光通信系统的传输速率和稳定性。
在激光雷达领域，电光调制器的应用也备受关注。
激光雷达作为一种重要的远程测距、目标识别技术，在军事、航天等领域有着广泛的应用。
而电光调制器作为激光信号的调制器，可以结合半波电压随频率的变化规律，实现更高效的激光信号调制和处理，提高激光雷达系统的性能和可靠性。
随着人工智能、自动驾驶等新兴技术的不断发展，对光学传感器和光
学成像系统的需求也在不断增加。
电光调制器在这些领域也有着广泛
的应用前景，可以为相关技术的发展提供有力的支持。
电光调制器半波电压随频率的变化问题不仅在理论研究上具有重要意义，而且在实际应用中也有着广泛的影响。
通过深入研究和探讨，可
以更好地理解电光调制器的性能特点，提高其在各个领域的应用效果，推动相关领域的发展。
当然，随着电光调制器技术的不断进步和完善，其中仍然存在着一些
挑战和问题。
如何在实际应用中更好地控制半波电压随频率的变化，
如何提高电光调制器的性能和稳定性，如何降低成本和提高可制造性等，这些问题亟待在工程实践中得到解决，才能更好地推动电光调制
器技术的发展和应用。
在未来的研究中，我们将继续深入探讨电光调制器半波电压随频率变
化的规律，不断优化电光调制器的设计和制造工艺，加强与相关领域
的交叉研究合作，以期为电光调制器技术的进步和应用的拓展做出更
大的贡献。
希望通过我们的努力和探索，能够为电光调制器技术的发
展带来新的突破，为光学通信、激光雷达、医学成像等领域的进步和
发展做出更多的贡献。