电光调制及其应用
电光调制器强度调制器相位调制器EOM原理
电光调制器强度调制器相位调制器EOM原理电光调制器（Electro-Optic Modulator，EOM）是一种能够通过改变光波的相位或强度来调制光信号的器件。
它在光通信、光纤传感、光学成像等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍电光调制器的工作原理、分类及应用。
一、工作原理在电光调制器中，材料通常选择具有非中心对称晶体结构的材料，例如锂钌酸铋（LiNbO3）。
当施加电场时，锂钌酸铋晶体的晶格结构发生变化，进而引起折射率的变化，从而改变光波的相位或强度。
二、分类根据光波的调制方式，电光调制器可以分为强度调制器和相位调制器。
1. 强度调制器（Intensity Modulator）强度调制器通过改变光波的强度来调制光信号。
最简单的强度调制器是电吸收调制器（Electro-Absorption Modulator，EAM），它基于材料的电吸收效应。
当施加电场时，电吸收调制器中的吸收边沿会产生位移，从而改变光的吸收量。
通过调控电场的强弱，可以实现对光的强度的调制。
2. 相位调制器（Phase Modulator）相位调制器通过改变光波的相位来调制光信号。
最常见的相位调制器是Pockels单元，它基于Pockels效应。
当施加电场时，Pockels单元中的晶格结构发生变化，进而引起折射率的变化。
调节电场的强弱，可以改变光波的相位。
除了强度调制器和相位调制器，还有一种常见的电光调制器是所谓的“In-phase/Quadrature-phase调制器”（IQ Modulator），它可以同时调制光波的强度和相位。
三、应用在光通信系统中，电光调制器通常用于实现光信号的调制和解调。
例如，将电信号转换为相应的光信号进行传输，或者将光信号转换为电信号进行处理。
在光纤传感系统中，电光调制器可用于光纤传感器的光信号调制，以实现对物理量的测量。
例如，通过改变光波的相位或强度，可以实现对应变光纤传感器的灵敏度控制。
在光学成像系统中，电光调制器常用于实现高速和高分辨率的图像采集。
电光调制器原理和其性能
调制器件
01 电光调制器：利用电光效 应实现光信号的调制
02 调制方式：直接调制和 间接调制
03 调制材料：晶体、液晶、 聚合物等
04 调制原理：利用电场改变 材料的折射率或吸收系数， 实现光信号的调制
电光调制器性能
调制带宽
调制带宽是指电光调制器能够调制的频率范围 调制带宽决定了电光调制器的应用范围
02
电光调制器在光纤
通信中的作用
01
电光调制器在光纤
通信中的应用
激光雷达
激光雷达是利用电 光调制器进行光信
号调制的设备 1
电光调制器在激光 4
雷达中的性能直接 影响激光雷达的探
测精度和距离
电光调制器在激光 雷达中用于控制激
2 光的强度、相位和
频率等参数
3
激光雷达广泛应用 于自动驾驶、机器 人导航等领域
应用：光通信、光传感、光 计算等领域
调制方式
直接调制：通过 改变电光晶体的 折射率来调制光 信号
间接调制：通过 改变电光晶体的 厚度或折射率分 布来调制光信号
相位调制：通过 改变电光晶体的 相位差来调制光 信号
频率调制：通过 改变电光晶体的 谐振频率来调制 光信号
强度调制：通过 改变电光晶体的 透射率来调制光 信号
电光调制器原理及其性能
演讲人
目录
01. 电 光 调 制 器 原 理
02. 电 光 调 制 器 性 能
03. 电 光 调 制 器 应 用
电光调制器原理
调制原理
电光调制器：利用电场改变 晶体折射率，实现光信号的 调制
原理：通过外加电场，改变 晶体的折射率，从而改变光 信号的相位、振幅或频率
调制方式：相位调制、振幅 调制、频率调制
电光效应及其应用
电光效应及其应用摘要：电光晶体在外加电场中，随电场强度变化改变折射率的现象称为电光效应。
利用电光效应进行的调制称为电光调制。
关键词：电光效应、电光调制、电致折射率变化1.电光效应某些晶体（固体或液体）在外加电场中，随着电场强度E 的改变，晶体的折射率会发生改变，这种现象称为电光效应。
通常将电场引起的折射率的变化用下式表示:+++=2000bE aE n n （1）式中a 和b 为常数，0n 为00=E 时的折射率。
由一次项0aE 引起折射率变化的效应，称为一次电光效应，也称线性电光效应或普克尔电光效应（pokells ）；由二次项引起折射率变化的效应，称为二次电光效应，也称平方电光效应或克尔效应（kerr ）。
一次电光效应只存在于不具有对称中心的晶体中，二次电光效应则可能存在于任何物质中，一次效应要比二次效应显著。
光在各向异性晶体中传播时，因光的传播方向不同或者是电矢量的振动方向不同，光的折射率也不同。
通常用折射率椭球来描述折射率与光的传播方向、振动方向的关系，在主轴坐标中，折射率椭球方程为1232222212=++n z n y n x （2） 式中1n ，2n ,3n 为椭球三个主轴方向上的折射率，称为主折射率。
如图一所示，从折射率椭球的坐标原点O 出发，向任意方向作一直线OP ，令其代表光波的传播方向k 。
然后，通过O 垂直OP 作椭圆球的中心截面，该截面是一个椭圆，其长短半轴的长度OA 和OB 分别等于波法线沿OP ，电位移矢量振动方向分别与OA 和OB 平行的两个线偏振光的折射率n ′和n ′′。
显然k ，OA ，OB 三者互相垂直，如果光波的传播方向k 平行于x 轴，则两个线偏光波的折射率等于2n 和3n 。
同样当k 平行于y 轴和z 轴时，相应的光波折射率亦可知。
当晶体上加上电场后，折射率椭球的形状、大小、方位都发生变化，椭球的方程变为1222212213223233222222112=+++++n xy n xz n yz n z n y n x （3） 只考虑一次电光效应，上式与式（2）相应项的系数之差和电场强度的一次方成正比。
iq电光调制器的数学模型
iq电光调制器的数学模型
（原创版）
目录
1.iq 电光调制器的概述
2.iq 电光调制器的数学模型的构建
3.iq 电光调制器的数学模型的应用
4.iq 电光调制器的数学模型的优缺点分析
正文
1.iq 电光调制器的概述
iq 电光调制器是一种光电子器件，主要用于光通信系统中，通过改变光的强度和相位来实现对光信号的调制。
这种调制方式可以有效地提高光通信系统的传输速率和传输距离，因此在现代光通信中得到了广泛的应用。
2.iq 电光调制器的数学模型的构建
iq 电光调制器的数学模型主要基于电光效应，其核心部分是光波导和调制器。
光波导负责光的传输，调制器则负责改变光的强度和相位。
在这个过程中，光的强度和相位变化可以表示为一个复数，这个复数就是 iq 电光调制器的数学模型。
3.iq 电光调制器的数学模型的应用
iq 电光调制器的数学模型在光通信系统中有广泛的应用。
它可以用于光信号的调制和解调，也可以用于光信号的复用和干扰抑制。
此外，iq 电光调制器的数学模型还可以用于光信号的处理，如光信号的滤波和放大等。
4.iq 电光调制器的数学模型的优缺点分析
iq 电光调制器的数学模型的优点在于其可以精确地描述光信号的强度和相位变化，从而实现对光信号的精确调制。
同时，iq 电光调制器的数学模型具有较强的通用性，可以应用于各种类型的光通信系统。
然而，iq 电光调制器的数学模型也存在一些缺点。
例如，由于其基于电光效应，因此在高速率和高功率下的应用会受到限制。
电光调制器原理
电光调制器原理电光调制器是一种能够将电信号转换为光信号的重要光电器件，其原理是利用外加电场的作用来改变光的折射率，从而实现对光信号的调制。
电光调制器在光通信、光传感、光存储等领域具有广泛的应用，下面将详细介绍电光调制器的原理及其工作过程。
电光调制器主要由电光材料、电极和光波导构成。
电光材料是电光调制器的关键部件，其具有在外加电场作用下改变折射率的特性。
电极则是为了施加外加电场，而光波导则是用来传输光信号。
当外加电场施加到电光材料上时，电光材料的折射率发生变化，从而改变光的传播速度和相位，实现对光信号的调制。
电光调制器的工作原理可以通过三种方式来实现，直接调制、间接调制和外调制。
直接调制是指直接在光波导中施加电场，通过改变光的折射率来实现光信号的调制。
间接调制是指利用电光材料的特性，将光信号和调制信号通过耦合器耦合在一起，通过调制信号改变光的折射率，从而实现光信号的调制。
外调制是指将光信号和调制信号分开传输，通过外部器件将调制信号转换为电场，再作用于电光材料，实现光信号的调制。
电光调制器的工作过程可以简单描述为，首先，将光信号输入到光波导中，然后施加外加电场到电光材料上，通过改变折射率来调制光信号，最后通过光波导输出调制后的光信号。
在实际应用中，电光调制器通常与其他光学器件结合使用，如激光器、光放大器、光滤波器等，以实现更复杂的光通信系统。
电光调制器的性能参数包括调制带宽、调制深度、驱动电压、插入损耗等。
调制带宽是指电光调制器能够支持的最高调制频率，调制深度是指调制信号对光信号的影响程度，驱动电压是施加到电光材料上的电压大小，插入损耗是指光信号在通过电光调制器时的损耗程度。
这些性能参数直接影响着电光调制器在实际应用中的性能和效果。
总之，电光调制器作为光通信领域的重要器件，其原理和工作过程至关重要。
通过对电光调制器原理的深入了解，可以更好地应用和优化电光调制器，推动光通信技术的发展和应用。
电光调制器及其制作方法
电光调制器及其制作方法电光调制器是一种用来调制光信号的电子设备。
它能够将电信号转换为光信号，或者将光信号转换为电信号。
电光调制器在光通信、光传感和光波导等领域中起着重要作用。
本文将介绍电光调制器的原理、制作方法和应用。
一、电光调制器的原理电光调制器利用了半导体材料的光电效应。
当外加电场作用于半导体材料时，会导致电子的能带结构发生变化，从而改变材料的光学性质。
这种原理被称为Kerr效应或Pockels效应。
Kerr效应是指当电场作用于非线性光学材料时，会引起材料的折射率发生变化。
当电场的强度足够大时，光信号在非线性材料中传播时，会发生相位调制，从而实现对光信号的调制。
Pockels效应是指当电场作用于具有非中心对称晶体结构的材料时，会使材料的对称性发生变化，从而引起材料的线性光学性质发生变化。
通过适当选择材料和施加电场，可以实现对光信号的调制。
二、电光调制器的制作方法电光调制器的制作方法主要包括材料选择、器件结构设计和工艺流程。
1. 材料选择制作电光调制器的关键是选择合适的半导体材料。
常用的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)、硒化锌(ZnSe)、硒化铟(InSe)等。
这些材料具有较高的光电效应和较好的电光响应特性。
2. 器件结构设计电光调制器的结构设计主要包括波导结构和电极结构。
波导结构用于引导光信号的传输，常见的波导结构有条形波导、方形波导和环形波导等。
电极结构用于施加电场，常见的电极结构有金属电极和掺杂电极等。
3. 工艺流程电光调制器的制作流程包括材料生长、器件加工和器件封装等步骤。
材料生长是指通过化学气相沉积(CVD)或分子束外延(MBE)等方法在衬底上生长出所需的半导体材料。
器件加工是指通过光刻、腐蚀和沉积等工艺步骤，将波导结构和电极结构制作在材料上。
器件封装是指将制作好的器件封装在适当的封装盒中，以保护器件并方便连接和使用。
三、电光调制器的应用电光调制器在光通信、光传感和光波导等领域中有着广泛的应用。
pdh中电光调制器作用
pdh中电光调制器作用电光调制器是一种能够将电信号转换为光信号的重要器件。
它在光通信和光电子技术领域起着至关重要的作用。
本文将从电光调制器的原理、分类、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、原理电光调制器的工作原理是利用电场的作用使材料的折射率发生变化，从而改变光的传播速度和相位。
当电场施加到电光调制器中时，光波在材料中的传播速度会随之改变，从而引起光的相位改变。
通过调节电场的强度和频率，可以实现对光波的调制。
二、分类根据电光调制器的工作原理和结构不同，可以将其分为多种类型。
常见的电光调制器包括：马赫-曾德尔调制器、外差调制器、激光器调制器等。
这些调制器在不同的应用场景中具有各自的优势和适用性。
1. 马赫-曾德尔调制器马赫-曾德尔调制器是一种基于干涉效应来实现光调制的器件。
它由两个光波导构成，当电场施加到其中一个波导时，会导致光波的相位差发生变化，从而实现对光的调制。
马赫-曾德尔调制器具有调制速度快、驱动电压低等优点，广泛应用于光通信系统中。
2. 外差调制器外差调制器采用两个光源产生的光信号进行调制。
其中一个光源的频率被调制器调制，另一个光源的频率保持不变。
通过将两个光源的光信号进行外差，可以得到调制后的光信号。
外差调制器具有调制带宽宽、调制深度大等优点，在高速光通信系统中得到广泛应用。
3. 激光器调制器激光器调制器是将电信号直接加载到激光器中，通过改变激光器的输出光强度来实现光调制。
激光器调制器具有调制速度快、调制深度大等优点，广泛应用于光纤通信和光传感等领域。
三、应用电光调制器在光通信系统中起着至关重要的作用。
它可以将电信号转换为光信号，实现光纤通信的远距离传输。
同时，电光调制器还可以用于光传感、光存储、光交换等领域。
在光通信系统中，电光调制器通常与光接收器、光放大器等器件配合使用，完成光信号的传输和调制。
它可以实现高速、稳定的光信号调制，满足现代通信系统对高速、大容量传输的需求。
电光调制器还可以应用于光传感领域。
电光调制原理
电光调制原理
电光调制是一种利用电场对光信号进行调制的技术。
其原理基于光电效应，即光的能量可以被光敏电荷器件转化为电荷。
在电光调制中，光信号通过一个光电调制器件（例如光电二极管或光电晶体管）传递，该器件的特性是能够根据所加电压的变化，调整晶体中的折射率。
当没有电场作用于器件时，光信号穿过器件而不受到影响。
但是，当电场施加于器件上时，器件中的折射率发生变化，从而改变通过该器件传输的光信号的相位或幅度。
通过改变施加在电光调制器件上的电场，可以实现对光信号的调制。
常见的电光调制技术包括振幅调制（AM）和相位调制（PM）。
在振幅调制中，电场的变化导致通过器件传输的光信号的幅度变化，从而改变光信号的强度。
这种调制技术常用于光通信中的调制解调器。
在相位调制中，电场的变化导致通过器件传输的光信号的相位变化，从而改变光信号的波形。
这种调制技术常用于激光器控制和光纤通信中。
总而言之，电光调制利用光电效应和光电调制器件，通过改变电场来调制光信号的幅度或相位，从而实现光信号的调制和控制。
电光调制器原理
电光调制器原理电光调制器是一种能够将电信号转换为光信号的重要器件，它在光通信和光网络中起着至关重要的作用。
电光调制器的原理是基于电光效应和半导体材料的特性，通过对电场的调控来改变光的特性，从而实现信号的调制和传输。
本文将详细介绍电光调制器的原理及其工作过程。
电光调制器利用半导体材料的光电效应，将电信号转换为光信号。
当电信号加到半导体材料上时，会产生电场，这个电场会影响材料的折射率，从而改变光的传播速度和相位。
通过合理设计电场的分布和调控，可以实现对光信号的调制。
一般来说，电光调制器的工作原理可以分为直接调制和间接调制两种方式。
直接调制是指直接利用电场改变光的特性，常见的有PN结调制器和Mach-Zehnder调制器。
PN结调制器是通过在PN结上加电压，改变电场分布，进而改变光的折射率，实现对光信号的调制。
而Mach-Zehnder调制器则是利用干涉效应，通过控制两条光路的相位差来实现调制。
这两种方式都是直接利用电场改变光的特性，实现光信号的调制。
间接调制则是利用电场改变材料的吸收特性，进而改变光的传输特性，常见的有电吸收调制器。
在电吸收调制器中，当电场加到半导体材料上时，会改变材料的吸收特性，从而实现对光信号的调制。
这种方式虽然是间接利用电场改变光的特性，但同样可以实现有效的光信号调制。
总的来说，电光调制器的原理是基于电场对半导体材料光学特性的影响，通过合理设计和控制电场，实现对光信号的调制。
无论是直接调制还是间接调制，都是利用电场改变光的特性，从而实现信号的传输和调制。
除了工作原理外，电光调制器的性能参数也是非常重要的。
例如调制带宽、消光比、插入损耗等参数都直接影响着调制器的性能和应用。
因此，在设计和应用电光调制器时，需要充分考虑这些参数，以实现更高效的光信号调制和传输。
综上所述，电光调制器是一种能够将电信号转换为光信号的重要器件，其原理是基于电场对半导体材料光学特性的影响，通过合理设计和控制电场，实现对光信号的调制。
电光调制实验报告小结
电光调制实验报告小结引言电光调制是一种利用电场来调制光的相位和强度的技术，在通信领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过搭建电光调制系统并进行实验验证，探究电场对光调制的影响，实验结果对理解和应用电光调制技术具有重要意义。
实验方法1. 实验材料：激光器、调制器、接收器、电源等。
2. 搭建电光调制系统：将激光器的输出光传入调制器中，通过调制器内的电场对光进行调制，调制完的光被接收器接收。
3. 测量和记录实验数据：测量接收器接收到的光强，并记录输入的电场强度。
实验结果分析实验1：电场对光强的影响在电场未加之前，接收器检测到的光强为I0。
在电场加上不同的电压后，记录对应的光强I，并计算光强的变化率ΔI/I0。
实验结果如下：电场强度(V/m) 光强变化率ΔI/I0-0 0100 0.2200 0.4300 0.6400 0.8500 1从实验结果可以看出，电场的增大对光强的调制效果逐渐增强。
当电场为0时，光强不受到电场的影响；当电场增加到500 V/m时，光强变为原来的2倍，光强的调制效果达到最大。
实验2：电场对光相位的影响在电场未加之前，激光器的输出相位作为参考相位。
在电场加上不同的电压后，测量和记录光的相位，并计算相位的偏移Δφ。
实验结果如下：电场强度(V/m) 相位偏移Δφ-0 0100 0.2π200 0.4π300 0.6π400 0.8π500 π从实验结果可以看出，电场的增大对光相位的调制效果逐渐增强。
当电场为0时，光相位不受到电场的影响；当电场增加到500 V/m时，光相位经历了一个完整的π的偏移。
实验3：光强和相位的联合调制效果通过同时加上电场和光的相位调制器，记录不同电场强度下的光强和相位变化情况。
实验结果如下：电场强度(V/m) 相位偏移Δφ光强变化率ΔI/I0-0 0 0100 0.2π0.2200 0.4π0.4300 0.6π0.6400 0.8π0.8500 π 1从实验结果可以看出，电场和光的相位调制器的联合调制效果是光强和相位调制的叠加效果。
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第笠卷第１期
龇年２月
中山大学学报论丛
ＳＵＮ ＹＡＴＳＥＮ ＵＮｎ ＲＳⅡｒＹ ＦｍＵＭ
ＶｏＩ．２２ Ｎｏ ｌ
Ｆｅｂ．２００２
电光调制及其应用
倪新蕾
（华南理工大学应用物理系，广东广州５１０６４１）
摘 要：介绍了电光调制以及在光通信、激光调Ｑ等方面的应用。
关键词：电光调制；光通信；物理实验
中图分类号：０４３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７．１７９２（２ｏ０２）０１。００３４－０３
晶体电光调制是华南理工大学为本科生开设的物理实验，目的是使学生了解晶体电光
调制的原理和实验方法，学会用简单的实验装置测量晶体的半波电压、电光系数和消光比
等参量。为了激发学生的学习兴趣，我们在实验预习的过程中，向学生介绍电光调制在光
通信、激光调Ｑ、激光测距等方面的应用，演示激光通信，收到较好的学习效果。
１ 电光调制的物理基础
电光调制的物理基础是电光效应。所谓电光效应是指某些介质的折射率在外加电场的
作用下而发生变化的一种现象。一般可表示为：
ｎ＝ｎｏ＋ⅡＥ＋ｂＥ （Ｉ）
式中，ｎ，ｂ为电光系数，ｎ。为未加电场时的折射率，ａＥ为线性电光效应（普克耳斯效应），
为二次电光效应（克尔效应）。对大多数晶体，线性效应比二次效应显著，可略去二次
效应。
利用电光效应对光束进行调制的过程称为电光调制，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。电场方向平行与光的传播方
向，称纵向电光调制，电场方向垂直与光的传播方向，称横向电光调制。横向电光调制的
优点是半波电压低，驱动功率小，应用较为广泛。我们以铌酸锂晶体的横向调制为例。
铌酸锂晶体置于两个正交的偏振
器之间，起偏器Ｐ】的偏振方向平行于 ＿＾ ＼
电光晶体的 轴，检偏器 的偏振方— ＼Ｉ／
向平行于电光晶体的ｌ，轴，当沿晶体入射光Ｐｌ
的 轴方向加上电场后，它们将旋转
４５０变成感应轴 ， ，可推导得出
感应轴方向的折射率表达式为” ：
图１横向电光调制示意图
ｎｒ＝ｎ０＋１／２ｎ １＂２２Ｅ
ｎｒ＝ｎ０一Ｉ／２ｎ ｒ
・收稿日期：２１３０１一ｌ２一ｌ８
作者简介：倪新营（１９５６一）．女．副教授
（２）
光
日ｉ；
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第１期 倪新蕾：电光调制及其应用
ｔＩＺ：－ ０
沿ｚ轴人射的光束经起偏器变为平行于 轴的线偏振光，进人晶体后（ｚ＝Ｏ）被分
解成沿ＯＸ ，ＯＹ＇方向的２个分量，其振幅和相位都相等，用复数表示为 （０）＝Ａ，
（０）＝Ａ，人射光强度为
矗 ・ ＝２Ａ （３）
当光通过长度为￡的晶体后，由于电光效应，Ｅ ， 之问就产生一个相位差ｄ，有
（Ｌ）＝Ａ－ （Ｌ）＝Ａｅｘｐ（一ｉｆｉ＂）
通过检偏器后的光是两分量在Ｙ轴上的投影之和，即（Ｅ ）０＝Ａ Ｌ —
√２
其对应的输出光强为
， ［（Ｅ ）。・（ ） ］＝２Ａ ｓｊ （８／２） （４）
通常用ｉＺｌｏ表示对光强的调制．调制器的透过率 为：
＝
，０＝ｓｉ （ｄ，２） （５）
其中， ｄ＝２ｚ：／Ａ（ｎｒ—ｒ／， ）Ｌ＝２丌ｎ ， ＶＬ／（Ａｄ） （６）
＝
ｄ是晶体 轴方向上所加的电压，ｄ为该方向晶体的厚度。当 ＝ｌ，即位相差 ＝
时，对应的偏压称为半波电压 ，因此，（５）式可改写成
（ ） 】 （７）
由此可见，通过外加电压，可以改变光束经过晶体的位相差，调制输出光的强度。
２ 电光调制在光通信中的应用 Ｊ
任何一种通信系统都是将用户的信息（例如语言、图像和数据等）调制到载送信息的
载波上，然后经传播介质将载有信息的载波传送到收信方，收信方再用解调的手段，从载
有信息的载波中将收信方所需的用户信息取出，达到通信的目的。光通信是以光作为载
波，以大气或光纤作为传辖介质，通过调制，使用户信息加载于光波上，传到收信方，由
光接收器鉴别井还原成原来的信息。光波的调制可分为内调制和外调制。内调制是把要传
递的信息转变为电流信号注人半导体光源（激光二极管ｕＤ或半导体二极管ＬＥＤ），从而获
得已调制信号，它是在光源内进行的。外调制就是利用电光调制器（也可以用磁光、声光
调制器）．在光源外部．即光源输出的通路上进行载荷调制。
激光器发射出去的光束是一种不载有任何信息的连续光波，这种光波经过电光调制
器．可以使一个随时问变化的电信号转换成光信号，经大气或光纤传至光接收机。由于外
调制方法不需要使用半导体器件组成的驱动电路，其调制速率不受器件工作速率的限制，
因此．调制速率比内调制的调制速率要高出一个数量级，对光源的影响也小。而且采用外
调制方法有利于使用集成光路技术制造集成光发射机，在未来的高速率、大容量的光纤通
信中具有广阔的发展前景。
３ 电光调制在激光调Ｑ中的应用 Ｊ
激光调Ｑ是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提
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中山大学学报论丛 第２２卷
高几个量级。这种强的相干辐射光与物质相互作用，会产生一系列具有重大意义的新现象
和新技术，是进行科学研究以及激光测距、激光雷达、高速全息照相等应用技术的重要光
源。
利用晶体的电光效应，可以做成电光Ｑ开关调制器，其原理是：ＹＡＧ晶体在氙灯的
光泵下发射自然光，通过偏振器后，变成沿 方向的线偏振光，若电光晶体ＫＤＰ（或
ｔａＮｔ￣）上未加调制电压，光沿轴线方向（光轴）通过晶体，其偏振状态不发生变化，经
全反射镜反射后，再次通过调制晶体和偏振器。电光Ｑ开关处于“打开”状态。如果在
调制晶体上施加 ，４电压，由于电光效应，沿 方向的线偏振光通过调制晶体后，两分量
之间便产生７ｒ１２的相位差，经全反射镜反射再次通过调制晶体，又会产生 ２的相位差，
往返一次共产生 相位差，合成后得到沿Ｙ方向的线偏振光，无法通过偏振器，电光Ｑ
开关处于“关闭”状态。因此，如果在氙灯刚开始点燃时，事先在调制晶体上加上＾，４电
压，使谐振腔处于“关闭”的低Ｑ值状态，阻断激光振荡的形成。等到激光上能级反转
的粒子数累积到最大值时，突然撤掉晶体上的２／４电压，使激光器瞬间处于高Ｑ值状态．
产生雪崩式的激光振荡，就获得峰值功率极高的巨脉冲激光输出
电光调Ｑ具有开关时间短（约１０～ｓ），效率高，调Ｑ时刻可以精确控制，输出脉冲
宽度窄（１０—２０ ｎｓ），峰值功率高（几十ＭＷ以上）等优点，是目前应用较广的一种调Ｑ
技术。
４激光测距
常用的激光测距可分为连续渡激光测距和脉冲激光测距两种。Ｈｅ．№激光器发出的连
续光，经过电光调制器，使激光被波长为１０ １３１１左右的电振荡振幅所调制，从调制器出射
的光，其光强度受到调制，它的两个峰值之间的间隔，正好是电振荡的半个波长。调制光
射向设置有反射镜的目标，反射回来的光被专门的接收器所接收，测出在此路程中有多少
个半波长及其余数，即可得出目标的距离－． 。脉冲激光测距则是利用经过电光调Ｑ的激
光器对目标发射一个或一系列很窄的光脉冲，测量光脉冲到达目标再由目标返回接收机的
时间，由此计算出目标的距离。连续波激光测距发射功率低，测距大多数用于合作目标。
脉冲激光测距发射功率高，测距能力强，精度高，目前军用的大部分都是脉冲激光测距
仪。主要用于地形测量、战场前沿测距，坦克及火炮的测距，测量云层、飞机、导弹以及
人造卫星的高度等。
电光效应除了应用于电光调制，还可以应用于电光偏转（即利用电光效应改变光束在
空问的传播方向），它在光扫描、光存储、光显示等方面有广泛应用。由于篇幅所限，不
再赘述。总之，物理学是现代高新技术的基础，教师在上物理实验课时，注意讲述 在现
代科技中的应用，可以激发学生学习物理的兴趣，开拓他们的视野。
参考文献
［Ｉ］蒋民华．晶体物理［Ｍ］．青岛：山东科学技术出版社．１９８０
［２］赵梓森．光纤通信工程［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，ｌ９９９
［３］蓝信钜．激光技术［Ｍ］．北京：科学出版社，２０００．
［４］母国光，战元令．光学［Ｍ］．北京：人民教育出版社，１９７９．
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