电光调制实验报告(1)

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电光调制实验实验报告

电光调制实验实验报告

电光调制实验实验报告【实验目的】1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法2、学会利用实验装置测量晶体的半波电压,计算晶体的电光系数3、观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象【实验仪器】铌酸锂晶体,电光调制电源,半导体激光器,偏振器,四分之一波片,接收放大器,双踪示波器【实验内容及步骤】一、调整光路系统1、调节三角导轨底角螺丝,使其稳定于调节台上。

在导轨上放置好半导体光源部分滑块,将小孔光栏置于导轨上,在整个导轨上拉动滑块,近场远场都保证整个光路基本处于一条直线,即使光束通过小孔。

放上起偏振器,使其表面与激光束垂直,且使光束在元件中心穿过。

再放上检偏器,使其表面也与激光束垂直,转动检偏器,使其与起偏器正交,即,使检偏器的主截面与起偏器的主截面垂直,这时光点消失,即所谓的消光状态。

2、将铌酸锂晶体置于导轨上,调节晶体使其x轴在铅直方向,使其通光表面垂直于激光束(这时晶体的光轴与入射方向平行,呈正入射),这时观察晶体前后表面查看光束是否在晶体中心,若没有,则精细调节晶体的二维调整架,保证使光束都通过晶体,且从晶体出来的反射像与半导体的出射光束重合。

3、拿掉四分之一波片,在晶体盒前端插入毛玻璃片,检偏器后放上像屏。

光强调到最大,此时晶体偏压为零。

这时可观察到晶体的单轴锥光干涉图,即一个清楚的暗字线,它将整个光场分成均匀的四瓣,如果不均匀可调节晶体上的调整架。

如图四所示4、旋转起偏器和检偏器,使其两个相互平行,此时所出现的单轴锥光图与偏振片垂直时是互补的。

如图五所示图四图五6、晶体加上偏压时呈现双轴锥光干涉图,说明单轴晶体在电场作用下变成双轴晶体,即电致双折射。

如图六所示7、改变晶体所加偏压极性,锥光图旋转90度。

如图七所示图六图七8 只改变偏压大小时,干涉图形不旋转,只是双曲线分开的距离发生变化。

这一现象说明,外加电场只改变感应主轴方向的主折射率的大小、折射率椭球旋转的角度和电场大小无关。

二、依据晶体的透过率曲线(即T-V曲线),选择工作点。

电光调制试验

电光调制试验
l • (ne − no ) +

V 1 3 l • ne − no + no r6 z E Z ,又 E Z = , d 2 λ
π l 3 • no r6 zV 。 λ λ d 上式前項與外加電壓無關,是由 KDP 自然雙折射效應所造成的相位移。其後項才是與外 加電場成正比的電光效應。因為 (ne − no ) 項的存在,使相位差 δ 對溫度極端敏感,故不可單 獨使用。 為了減少 45°-Z 切割 KDP 晶體的橫向效應中,自然雙折射的延遲現象,該種晶體在使用 時,經常成對出現,垂直偏極光與水平偏極光通過此晶體的相位延遲分別為
電光調制實驗-2
近代光學實驗
圖二
EOM 內部結構示意圖
2 2 設光通過 P1 後,強度為 2 AO (即 I in =2 AO ) ,當其通過 KDP 晶體後,依垂直與水平兩振
動方向,分成快慢兩個分量,二者間的相位差 δ =

λ

l 3 • no r6 zV ,因 Vλ d
2
=
λd
2 ln 3 o r6 z
,則
δ=
V π ……(*) Vλ 2
落在檢偏鏡上的兩個光波,波方程式可分別表示如下: E Z = AO e iωt , EY ' = AO e i (ωt −δ ) 。設
通過 P2 後,光的振幅為 E P 2 ,是上述兩個電場在 P2 偏振軸上的分量和,則 E P 2 可表示為: EP2 = A 2 2 AO e iωt − AO e i (ωt −δ ) = o e iωt 1 − e iδ 。光感知器接收到的是光的強度 I out ,則 2 2 2
δ=


l 的比值 , 大幅降低了橫向效應 Vλ 2 的驅動電壓。 d 又因外加電場方向恆與入射光方向垂直,晶體又不需要蒸鍍昂貴的透明電極,使得在實用上

电光调制实验报告模板

电光调制实验报告模板

一、实验目的1.了解电光调制的工作原理及相关特性;2.掌握电光晶体性能参数的测量方法;二、实验原理某些光学介质受到外电场作用时,它的折射率将随着外电场变化,介电系数和折射率都与方向有关,在光学性质上变为各向异性,这就是电光效应。

电光效应有两种,一种是折射率的变化量与外电场强度的一次方成比例,称为泡克耳斯(Pockels)效应;另一种是折射率的变化量与外电场强度的二次方成比例,称为克尔(Kerr)效应。

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。

利用泡克耳斯效应制成的调制器,称为泡克耳斯盒,其中的光学介质为非中心对称的压电晶体。

泡克耳斯盒又有纵向调制器和横向调制器两种,图2-1是几种电光调制器的基本结构形式。

图2-1:几种电光调制器的基本结构形式a) 克尔盒 b) 纵调的泡克耳斯盒 c) 横调的泡克耳斯盒当不给克尔盒加电压时,盒中的介质是透明的,各向同性的非偏振光经过P后变为振动方向平行P光轴的平面偏振光。

通过克尔盒时不改变振动方向。

到达Q时,因光的振动方向垂直于Q光轴而被阻挡(P、Q分别为起偏器和检偏器,安装时,它们的光轴彼此垂直。

),所以Q没有光输出;给克尔盒加以电压时,盒中的介质则因有外电场的作用而具有单轴晶体的光学性质,光轴的方向平行于电场。

这时,通过它的平面偏振光则改变其振动方向。

所以,经过起偏器P产生的平面偏振光,通过克尔盒后,振动方向就不再与Q光轴垂直,而是在Q光轴方向上有光振动的分量,所以,此时Q就有光输出了。

Q的光输出强弱,与盒中的介质性质、几何尺寸、外加电压大小等因素有关。

对于结构已确定的克尔盒来说,如果外加电压是周期性变化的,则Q的光输出必然也是周期性变化的。

由此即实现了对光的调制。

泡克耳斯盒里所装的是具有泡克耳斯效应的电光晶体,它的自然状态就有单轴晶体的光学性质,安装时,使晶体的光轴平行于入射光线。

因此,纵向调制的泡克耳斯盒,电场平行于光轴,横向调制的泡克耳斯盒,电场垂直于光轴。

电光调制实验报告

电光调制实验报告

电光调制实验报告电光调制实验报告引言电光调制是一种利用电场对光进行调制的技术,广泛应用于通信、光学传感和光学信息处理等领域。

本实验旨在通过搭建电光调制实验装置,探究电场对光的调制效果,并分析其应用前景。

实验装置本次实验所使用的电光调制实验装置包括:光源、偏振器、电光调制器、光电探测器和示波器。

其中,光源发出的光经过偏振器后,进入电光调制器,在电场的作用下发生相位差变化,最后通过光电探测器转化为电信号,再经示波器显示出来。

实验步骤1. 将光源、偏振器、电光调制器、光电探测器和示波器依次连接起来,确保电路连接正确。

2. 调整偏振器的角度,使得光通过电光调制器时,其电场与电光调制器的极化方向垂直。

3. 打开光源和示波器,调节示波器的参数,观察示波器上的波形变化。

4. 改变电光调制器的电压,观察示波器上的波形变化,并记录下来。

5. 重复步骤4,但同时改变偏振器的角度,观察示波器上的波形变化,并记录下来。

实验结果与讨论通过实验观察和记录,我们可以得到以下结论和讨论:1. 电场对光的调制效果:随着电光调制器电压的增加,示波器上的波形振幅逐渐增大,说明电场对光的幅度进行了调制。

这说明电光调制器能够通过改变电场的强度来调制光的强度。

2. 电场对光的相位调制效果:通过改变电光调制器的电压和偏振器的角度,我们可以观察到示波器上的波形发生相位差的变化。

这说明电光调制器能够通过改变电场的强度和方向来调制光的相位。

3. 电光调制器的应用前景:电光调制技术在通信领域有着广泛的应用前景。

通过调制光的幅度和相位,可以实现光信号的调制和解调,从而实现高速、大容量的光通信。

此外,电光调制器还可以用于光学传感和光学信息处理等领域,提高系统的灵敏度和可靠性。

结论通过电光调制实验,我们深入了解了电场对光的调制效果,并探讨了其应用前景。

电光调制技术在通信、光学传感和光学信息处理等领域具有重要的应用价值,为实现高速、大容量的光通信提供了有力支持。

光调制演示实验报告(3篇)

光调制演示实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解光调制的原理和过程。

2. 学习使用光调制器进行信号调制。

3. 分析调制信号的频率、幅度和相位变化。

4. 掌握光调制在通信系统中的应用。

二、实验原理光调制是利用光波来携带信息的一种技术,它通过改变光波的某一参数(如幅度、频率、相位等)来实现信息的传输。

本实验中,我们主要研究幅度调制(AM)和频率调制(FM)两种调制方式。

1. 幅度调制(AM):在AM调制中,信息信号(如声音、图像等)与载波信号相乘,产生一个调制信号。

调制信号的幅度随信息信号的变化而变化,而频率和相位保持不变。

2. 频率调制(FM):在FM调制中,信息信号与载波信号的频率相乘,产生一个调制信号。

调制信号的频率随信息信号的变化而变化,而幅度和相位保持不变。

三、实验仪器与设备1. 光源:激光器或LED光源2. 调制器:光调制器(如光强度调制器、相位调制器等)3. 信号发生器:用于产生信息信号4. 光探测器:用于检测调制后的光信号5. 数据采集与分析系统:用于分析调制信号的频率、幅度和相位变化四、实验步骤1. 搭建实验系统:将光源、调制器、信号发生器、光探测器和数据采集与分析系统连接成一个完整的实验系统。

2. 进行幅度调制实验:a. 设置信号发生器产生一个低频正弦波信号作为信息信号。

b. 将信息信号输入到光调制器,调节调制器参数,使信息信号与载波信号进行AM调制。

c. 将调制后的光信号输入到光探测器,采集调制信号的频率、幅度和相位变化。

3. 进行频率调制实验:a. 设置信号发生器产生一个低频正弦波信号作为信息信号。

b. 将信息信号输入到光调制器,调节调制器参数,使信息信号与载波信号进行FM调制。

c. 将调制后的光信号输入到光探测器,采集调制信号的频率、幅度和相位变化。

4. 分析实验数据:使用数据采集与分析系统对实验数据进行处理和分析,得到调制信号的频率、幅度和相位变化曲线。

五、实验结果与分析1. 幅度调制实验结果:实验结果显示,调制信号的幅度随信息信号的变化而变化,而频率和相位保持不变。

3晶体的电光效应与电光调制_实验报告

3晶体的电光效应与电光调制_实验报告

晶体的电光效应与光电调制实验目的:1) 研究铌酸锂晶体的横向电光效应,观察锥光干涉图样,测量半波电压; 2) 学习电光调制的原理和试验方法,掌握调试技能; 3) 了解利用电光调制模拟音频通信的一种实验方法。

实验仪器:1) 晶体电光调制电源 2) 调制器 3) 接收放大器实验原理简述:某些晶体在外加电场的作用下,其折射率将随着外加电场的变化而变化,这种现象称为光电效应。

晶体外加电场后,如果折射率变化与外加电场的一次方成正比,则称为一次电光效应,如果折射率变化与外加电场的二次方成正比,则称为二次电光效应。

晶体的一次光电效应分为纵向电光效应和横向电光效应 1、 电光调制原理 1) 横向光电调制如图入射光经过起偏器后变为振动方向平行于x 轴的线偏振光,他在晶体感应轴x ’,y’上的投影的振幅和相位均相等,分别设为wt A e x cos 0'= wt A e y cos 0'=用复振幅表示,将位于晶体表面(z=0)的光波表示为A E x =)0(' A E y =)0(' 所以入射光的强度为 22'2'2)0()0(A E E E E I y x i =+=•∝ 当光通过长为l 的电光晶体后,x’,y’两分量之间产生相位差 A l E x =)(' δi y Ae l E -=)('通过检偏器出射的光,是这两个分量在y 轴上的投影之和()1245cos )()('0-=︒=-δδi i y y eA e l E E其对应的输出光强I t 可写为 ()()[]2sin 2*2200δA E E I y y t =•∝由以上可知光强透过率为2sin 2δ==i t I I T 相位差的表达式 ()dlVr n l n ny x 2230''22λπλπδ=-=当相位差为π时 ⎪⎭⎫ ⎝⎛=l d r n V n 22302λ由以上各式可将透过率改写为 ()wt V V V V VT m sin 2sin 2sin 022+==ππππ可以看出改变V0或Vm ,输出特性将相应变化。

点光调制实验报告(3篇)

点光调制实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解点光调制的基本原理和实验方法。

2. 掌握点光调制技术在不同应用场景下的实际操作。

3. 分析点光调制系统的性能指标,评估其优缺点。

二、实验原理点光调制技术是一种利用光信号进行信息传输和控制的手段。

它通过改变光信号的强度、频率、相位等参数来传递信息。

本实验采用脉冲宽度调制(PWM)技术进行点光调制,即通过改变光脉冲的宽度来控制调制信号的强度。

点光调制系统主要由以下部分组成:1. 发光器件:产生光信号,如LED、激光二极管等。

2. 调制器:将电信号转换为光信号,如PWM控制器、调制器芯片等。

3. 传输介质:光信号传输的通道,如光纤、空气等。

4. 接收器:接收光信号并转换为电信号,如光电二极管、光电探测器等。

5. 解调器:将光信号中的信息提取出来,如解调器芯片、放大器等。

三、实验器材1. 发光器件:LED2. 调制器:PWM控制器3. 传输介质:光纤4. 接收器:光电二极管5. 解调器:放大器6. 信号发生器7. 信号分析仪8. 电源9. 实验架四、实验步骤1. 连接实验电路:将LED、PWM控制器、光纤、光电二极管、放大器等元器件连接成点光调制系统。

2. 设置PWM控制器:根据实验要求设置PWM控制器的占空比、频率等参数。

3. 发送光信号:打开信号发生器,产生所需的电信号,通过PWM控制器调制LED发出光信号。

4. 传输光信号:将调制后的光信号通过光纤传输到接收端。

5. 接收光信号:接收端的光电二极管接收光信号,并将其转换为电信号。

6. 解调光信号:通过放大器对电信号进行放大,然后通过解调器提取出调制信息。

7. 测量性能指标:使用信号分析仪测量光信号的强度、频率、相位等参数,评估点光调制系统的性能。

五、实验结果与分析1. 光信号强度:通过实验测量,得到不同占空比下光信号的强度。

分析结果表明,光信号强度随占空比的增大而增大。

2. 传输距离:通过实验测量,得到不同传输距离下光信号的强度。

电光调制实验

电光调制实验

實驗二~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~主筆實驗二電光調制實驗一、實驗目的:1.了解熟悉電光效應(Electro-Optical Effect)。

二、實驗內容:1.KDP光調製(EOM)組基本特性的測量2.EOM對頻率的響應三、實驗原理:電光效應(electro-optic effect)早在年就由普克爾(Pockels)發現,所以又稱普克爾效應,它是由電場的一次項所引起的折射率變化而產生,是一線性的電光效應,其時間響應可達飛秒量級。

基本上,此效應是將電場加在晶體上,改變其介電張量(dielectric tensor),因而使通過此晶體的光極化方向被調整,再利用極化器(polarizer)及分析器(analyzer) ,使極化之調變轉換成光振幅之調變,因此調變正比於外加電場。

普克爾效應只發生在光學性質是各向異性(anisotropic)的晶體中,也就是不具中心對稱的晶體才有此效應,例如:砷化鎵(GaAs)、鉭酸鋰(LiTaO3)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鋅化銻(ZnTe)等,而矽(Si)則無此效應。

由於普克爾效應的反應速度極快,因此與超快雷射結合後,亦可作高頻電子電路的量測,可利用半導體基底(substrate)本身的普克爾效應.,或是利用電光晶體,作成一針頭的形狀靠近待測電路,來偵測電路上的電場。

利用此效應的優點是量測的位置較有彈性,甚至積體電路的表面有保護層(passivation)時,亦可做量測,缺點則是靈敏度較差,因此,偵測出之信號雜訊較大。

對一些特定的積體電路,如:天線即主動元件等,其電場方向之量測亦很重要,利用普克爾效應也可做到。

四、實驗器材:1.He-Ne laser2.Polarizer (P1, P2)3.Pockels cell (內為KDP晶體)4.高壓電源供應器5.光度計6.光具座7.示波器8.波形產生器9.信號放大器(OP amp)五、實驗步驟:1.KDP光調製(EOM)組,基本特性的測量:(1)實驗裝置圖:圖2.1 電光調制實驗裝置圖(2)依照圖2.1的次序,將各光學元件與電路安裝完成,且完成光學路徑的準直工作。

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光电工程学院2013 / 2014学年第 2 学期实验报告课程名称:光电子基础实验实验名称:电光调制实验班级学号 ********** 学生姓名丁毅指导教师孙晓芸日期:2014年 5 月07 日电光调制实验【实验目的】1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法;2、学会用实验装置测量晶体的半波电压,绘制晶体特性曲线,计算电光晶体的消光比和透射率。

【实验仪器及装置】电光调制实验仪(半导体激光器、起偏器、电光晶体、检偏器、光电接收组件等)、示波器。

实验系统由光路与电路两大单元组成,如图3.1所示:图3.1 电光调制实验系统结构一、光路系统由激光管(L)、起偏器(P)、电光晶体(LN)、检偏器(A)与光电接收组件(R)以及附加的减光器(P1)和λ/4波片(P2)等组装在精密光具座上,组成电光调制器的光路系统。

注:•本系统仅提供半导体激光管(包括电源)作为光源,如使用氦氖激光管或其他激光源时,需另加与其配套的电源。

•激光强度可由半导体激光器后背的电位器加以调节,故本系统)。

未提供减光器(P1)即可进行实验,如有必要可自行配置。

•本系统未提供λ/4波片(P2二、电路系统除光电转换接收部件外,其余包括激光电源、晶体偏置高压电源、交流调制信号发生、偏压与光电流指示表等电路单元均组装在同一主控单元之中。

图3.2 电路主控单元前面板图3.2为电路单元的仪器面板图,其中各控制部件的作用如下:•电源开关用于控制主电源,接通时开关指示灯亮,同时对半导体激光器供电。

•晶体偏压开关用于控制电光晶体的直流电场。

(仅在打开电源开关后有效)•偏压调节旋钮调节直流偏置电压,用以改变晶体外加直流电场的大小。

•偏压极性开关改变晶体的直流电场极性。

•偏压指示数字显示晶体的直流偏置电压。

•指示方式开关用于保持光强与偏压指示值,以便于读数。

•调制加载开关用于对电光晶体施加内部的交流调制信号。

(内置1KHz的正弦波)•外调输入插座用于对电光晶体施加外接的调制信号的插座。

(插入外来信号时内置信号自动断开)•调制幅度旋钮用于调节交流调制信号的幅度。

•调制监视插座将调制信号输出送到示波器显示的插座。

•解调监视插座将光电接收放大后的信号输出到示波器显示的插座,可与调制信号进行比较。

•光强指示数字显示经光电转换后的光电流相对值,可反映接收光强大小。

•解调幅度旋钮用于调节解调监视或解调输出信号的幅度。

•解调输出插座解调信号的输出插座,可直接送有源扬声器发声。

三、系统连接1、光源将半导体激光器电源线缆插入后面板的“至激光器”插座中。

(如使用He—Ne激光管需另配套专用电源,其输出直流高压务必按正负极性正确连接)。

2、晶体调制由电光晶体的两极引出的专用电线插入后面板中间的两芯高压插座。

3、光电接收将光电接收部件(位于光具座末端)的专用多芯电缆连接到电路主控单元后面板“至接收器”的插座上,以便将光接收信号送到主控单元,同时主控单元也为光电接收电路提供电源。

4、信号输出光电接收信号由解调监视插座输出;主控单元中的内置信号(或外调输入信号)由调制监视插座输出。

两者分别送到双踪示波器,以便同时显示波形,进行比较。

5、扬声器将有源扬声器插入功率输出插座即可发声,音量由“解调幅度”控制。

6、交流电源主控单元后面板右侧装有带开关的三芯标准电源插座,用以连接220V市电交流电源。

【实验原理】某些晶体在外加电场的作用下,其折射率随外加电场的改变而发生变化的现象称为电光效应,利用这一效应可以对透过介质的光束进行幅度、相位或频率的调制,构成电光调制器。

电光效应分为两种类型:(1) 一级电光(泡克尔斯——Pockels)效应,介质折射率变化正比于电场强度。

(2) 二级电光(克尔——Kerr)效应,介质折射率变化与电场强度的平方成正比。

本实验使用铌酸理(LiNbO3 )晶体作电光介质,组成横向调制(外加电场与光传播方向垂直)的一级电光效应。

图3.3 横向电光效应示意图如图3.3所示,入射光方向平行于晶体光轴 (Z 轴方向),在平行于X 轴的外加电场(E)作用下,晶体的主轴X 轴和Y 轴绕Z 轴旋转45︒,形成新的主轴X ’轴 —Y ’轴(Z 轴不变),它们的感生折射率差为∆n ,它正比于所施加的电场强度E :rE n n 30=∆式中r 为与晶体结构及温度有关的参量,称为电光系数。

n 0为晶体对寻常光的折射率。

当一束线偏振光从长度为l 、厚度为d 的晶体中出射时,由于晶体折射率的差异而使光波经晶体后出射光的两振动分量会产生附加的相位差δ,它是外加电场E 的函数:330222l nl n rEl n r U d πππδλλλ⎛⎫=∆== ⎪⎝⎭(3.1)式中λ为入射光波的波长;同时为测量方便起见,电场强度用晶体两面极间的电压来表示,即U =Ed 。

当相位差 δ=π 时,所加电压302dU U n r lπλ==(3.2)U π 称为半波电压,它是一个用以表征电光调制电压对相位差影响的重要物理量。

由(3.2)式可见,半波电压U π 决定于入射光的波长λ、晶体材料和它的几何尺寸。

由(3.1)、(3.2)式可得:0()UU U πδπδ=+ (3.3)式中δ0为U =0时的相位差值,它与晶体材料和切割的方式有关,对加工良好的纯净晶体而言δ0=0 。

图3.4为电光调制器的工作原理图。

由激光器发出的激光经起偏器P 后只透射光波中平行其透振方向的振动分量,当该偏振光I P 垂直于电光晶体的通光表面入射时,如将光束分解成两个线偏振光,经过晶体后其X 分量与Y 分量的相差为δ (U ),然后光束再经检偏器A ,产生光强为I A 的出射光。

当起偏器与检偏器的光轴正交(A ⊥P)时,根据偏振原理可求得输出光强为:图3.4 电光调制器工作原理()22()sin 2sin 2A P U I I δα⎡⎤=⎢⎥⎣⎦(3.4)式中x P θθα-=,为P 与X 两光轴间的夹角。

若取α=土45︒。

,这时U 对I A 的调制作用最大,并且2()sin 2A P U I I δ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦(3.5)再由(3.3)式可得2sin 2A P U I I U ππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦于是可画出输出光强I A 与相位差δ (或外加电压U )的关系曲线,即I A ~ δ(U )或I A ~ U 如下:图3.5 光强与相位差(或电压)间的关系由此可见:当δ (U )=2k π ( 或U =2kU π ) (k=0,±1, ±2,⋯)时,I A =0 当δ (U )=2k π +1或U =(2k +1) U π 时,I A = I P 当δ (U )为其它值时, I A 在0~ I P 之间变化。

由于晶体受材料的缺陷和加工工艺的限制,光束通过晶体时还会受晶体的吸收和散射,使两振动分量传播方向不完全重合,出射光截面也就不能重叠起来。

于是,即使在两偏振片处于正交状态,且在45±=-=x P θθα的条件下,当外加电压U =0时,透射光强却不为0,即I A = I min ≠0 U =U π 时,透射光强却不为I P ,即 I A = I max ≠I P 由此需要引入另外两个特征参量:消光比minmaxI I M =透射率 0m axI I T =式中,I o 为移去电光晶体后转动检偏器A 得到的输出光强最大值。

M 愈大,T 愈接近于1,表示晶体的电光性能愈佳。

半波电压U π 、消光比M 、透光率T 是表征电光介质品质的三个特征参量。

从图3.5可见,相位差在δ=π/2或(U=Uπ/2 )附近时,光强I A与相位差δ(或电压U)呈线性关系,故从调制的实际意义上来说,电光调制器的工作点通常就选在该处附近。

图 3.6为外加偏置直流电压与交变电信号时光强调制的输出波形图。

由图3.6可见,选择工作点②(U=Uπ/2 )时,输出波形最大且不失真。

选择工作点①(U=0 ) 或③(U=Uπ)时,输出波形小且严重失真,同时输出信号的频率为调制频率的两倍。

图 3.6 选择不同工作点时的输出波形工作点的偏置可通过在光路中插入一个λ/4波片其透光轴平行于电光晶体X轴(相当于附加一个固定相差δ=π/2 )作为“光偏置”。

但也可以加直流电压来实现。

【实验内容及步骤】一、实验准备1、按图3.1的结构图在光具座上垂直放置好激光器和光电接收器(预先将光敏接收孔盖上)。

2、所有滑动座中心全部调至零位,并用固定螺丝锁紧,使光器件初步共轴。

3、光路准直:(1)打开激光电源,调节激光电位器使激光束有足够强度。

调节激光器架上的三只夹持螺钉使激光束基本保持水平,用直尺量激光器光源输出口高度与光电接收器中心高度,使二者等高。

此时激光器头部保持固定。

(2)调节激光器尾部的夹持螺钉,使激光束的光点保持在接收器的塑盖中心位置上(去除盖子则光强指示最大),此后激光器与接收器的位置不宜再动。

4、插入起偏器(P),用白纸挡在起偏器后,调节起偏器的镜片架转角,使白纸上的光点亮度在最亮和最暗中间,这时透光轴与垂直方向约成θ P=45︒。

5、按系统连接方法将激光器、电光调制器、光电接收器等部件连接到位。

将调制幅度和解调幅度调至最大,晶体偏压调至零,关闭主控单元的晶体偏压电源开关。

6、将调制监视与解调监视输出分别与双踪示波器的Yi、Yii输入端相连,打开主控单元的电源,此时在接收器塑盖中心点应出现光点(去除盖子则光强指示表应有读数)。

插入检偏器(A)转动检偏器,使激光点消失,光强指示近于0,表示此时检偏器与起偏器的光轴己处于正交状态(P⊥ A),这时透光轴与垂直方向约成θ A=45︒。

此时检偏器与起偏器的角度不宜再动。

7、将电光晶体插入光具座,使激光束透过,适当调节电光晶体平台上三个调节螺丝,使反射光斑打在激光器光源输出口附近,和起偏器的反射点基本水平,此时激光束基本正射透过。

调节电光晶体旋转镜片架角度,使接收光强应近于0 (达到最小),应该在0.1以下。

此时从示波器观察应出现倍频现象,即解调信号频率是调制信号频率的两倍。

8、打开主控单元的晶体偏压电源开关。

9、必要时插入调节光强大小用的减光器P1和作为光偏置的λ/4波片构成完整的光路系统。

(可选)二、实验现象观察及数据测量1、观察电光调制现象(1)调节晶体偏压,观察输出光强指示的变化。

(2)将晶体偏压调至0,改变偏压极性,观察输出光强指示的变化。

2、测量电光调制特性(1)作特性曲线将直流偏压加载到晶体上,从0到允许的最大偏压值逐渐改变电压(U),测出对应于每一偏压指示值的相对光强指示值,作I A ~ U 曲线,得到调制器静态特性。

其中光电流有极大值I max 和极小值I min 。

正偏压和负偏压各做一组值。

如此时解调波形非正弦波,出现失真,说明激光器输出光功率过大,应微调激光器尾部旋扭使光功率略微减小。

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