文档介绍：研究性实验报告——晶体的电光效应1
研究性实验报告——晶体的光电效应
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基础物理实验研究性报告
晶体的电光效应
院系
仪器科学与光电工程学院
作者
张海霞 101同）。类似于双折射中关于o光和e光的偏振态的讨论，由于沿着X'和Y'的偏振分量存在相位差，出射光一般将分成椭圆偏振光，由晶体光学可以证明，这两个方向的折射率：
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（2）
式中，n0和r22是晶体的o光折射率和电光系数，EX=V/d是X方向所加的外电场。
2 电光调制原理
要用激光作为传递信息的工具，首先要解决如何将传输信号加到激光辐射上去的问题，我们把信息加载于激光辐射的过程称为激光调制，把完成这一过程的装置称为激光调制器。"携带"低频信号的作用，所以称为载波，而起控制作用的低频信号是我们所需要的，称为调制信号，，激光调制与无线电波调制相类似，可以采用连续的调幅，调频，调相以及脉冲调制等形式，但激光调制多采用强度调制。强度调制是根据光载波电场振幅的平方比例于调制信号，使输出的激光辐射的强度按照调制信号的规律变化。激光调制之所以常采用强度调制形式,主要是因为光接收器一般都是直接地响应其所接受的光强度变化的缘故。
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激光调制的方法很多，如机械调制，电光调制，声光调制，，结构简单。因此，在激光调制技术及混合型光学双稳器件等方面有广泛的应用。
电光调制根据所施加的电场方向的不同，可分为纵向电光调制和横向电光调制。利用纵向电光效应的调制，叫做纵向电光调制，利用横向电光效应的调制，，我们只做LiNbO3晶体的横向调制实验。
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(1) 横向调制实验
其中起偏器的偏振方向平行于电光晶体的X轴，检偏器的偏振方向平行于Y轴。因此入射光经起偏器后变为振动方向平行于X轴的线偏振光，它在晶体的感应轴X'和Y'轴上的投影的振幅和位相均相等，设分别为：
（3）
或用复振幅的表示方法，将位于晶体表面（z=0）的光波表示为
（4）
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所以,入射光的强度是
（5）
当光通过长为l的电光晶体后， X′和Y′两分量之间就产生位相差δ，即
（6）
通过检偏器出射的光，是这两分量在Y轴上的投影之和：
（7）
其对应的输出光强I1，可写成
（8）
由（5）、（8）式，光强透过率T为
（9）
（10）
由此可见，δ和V有关，当电压增加到某一值时，X’、Y’方向的偏振光经过晶体后产生½λ的光程差，位相差
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δ=π，T=100%，这一电压叫半波电压，通常用Vπ或V½λ表示。
Vπ是描述晶体电光效应的重要参数，在实验中，这个电压越小越好，如果Vπ小，需要的调制信号电压也小，根据半波电压值，我们可以估计出电光效应控制透过强度所需电压。
由（10)式
（11）
其中d和l分别为晶体的厚度和长度。
由（10）、（11）式 （12）
因此，将（9）式改写成
（13）
其中V0是直流偏压， Vmsinωt是交流调制信号，Vm是其振幅，ω是调制频率，从（13）式可以看出，改变V0或Vm输出特性，透过率将相应的发生变化。
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由于对单色光，为常数，因而T将仅随晶体上所加电压变化，如图所示，T与V的关系是非线性的，若工作点选择不适合，会使输出信号发生畸变。但在附近有一近似直线部分，这一直线部分称作线性工作区，由上式可以看出：当时，