文档介绍：晶体的电光效应
试验目的
驾驭晶体电光调制的原理和试验方法
学会测量晶体半波电压、电光系数的试验方法
了解一种激光通信方法
试验原理
电光效应：当给晶体或液体加上电场后，该晶
；而接受时，则需把所要的信息从调制信号中还原出来，这个过程称为解调。因为激光只起到“携带”低频信号的作用，所以称为载波，而起限制作用的低频信号是我们所须要的，称为调制信号，被调制的载波称为已调波或调制光。
在现代社会中，激光也常被用作传递信号的工具，它的调制与无线电波调制相类似，可以接受连
试验原理
续的调幅、调频、调相以及脉冲调制等形式。
本试验接受强度调制，即输出的激光辐射强度依据调制信号的规律变更。激光调制之所以常接受强度调制形式，主要是因为光接收器（探测器）一般都是干脆地响应其所接受的光强度变更的原因。
激光调制的方法很多，如机械调制、声光调制、磁光调制和电源调制等。而电光调制开关速度快，结构简洁，因此在激光调制技术、混合型光学双稳器件等方面有广泛的应用。
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横向电光调制
铌酸锂晶体的横向电光调制过程如图所示。
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入射光经起偏器后变成振动方向平行于X轴的线性偏振光，晶体的电光效应可按光矢量的分解与合成来处理。进入晶体后，X偏振的线性偏振光按感应轴x′和y′分解，它们的振幅和相位相等，电矢量可以分别记为：
{
为便利计算，用复振幅的表示方法，省去时间的简谐因子ejwt，这时位于晶体表面（Z=0）的
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光波表示为：
{
所以入射光的强度：𝐼
试验原理
当光通过长为 的电光晶体后，因折射率不同，x′和y′两重量之间将产生相位差 ，于是
{
通过检偏器出射的光，是该两重量在Y轴上的投影之和
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输出光强：
因此光强的透过率T为：
由感应轴的折射率，并留意到 有：
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由此可见，与V有关。当电压增加某一值时，x′和y′方向的偏振光经过晶体后产生λ/2的光程差，相位差 =π，T=100% ,这一电压叫半波电压，通常用 或 表示。
是描述晶体电光效应的重要参数。在试验中，这个电压越小越好。因为 小，表示较小的调制信号就会有较大的响应；用做快速电光开关时， 小意味着用比较小的电压就可以实现
试验原理
光开关的动作。依据半波电压值，可以估计出限制电光效应所需的电压。依据上述探讨得
式中， 和 分别为晶体的厚度和长度。由此可见，横向电光效应的半波电压与晶体的几何尺寸有关,而纵向电光效应的半波电压为 不能靠尺寸调整，这是横向电光调制器的优点之一。因此，横向效应的电光晶体都加工成瘦长的扁长方体。
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依据上述探讨, 取 ( 是直流偏压， 是沟通调制号)，因此可以得到：
由此可以看出，变更 或 ，输出特性将相应发生变更。
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对单色光来说， 为常数，因而T将随晶体上所加的电压变更，如图所示，T与V的关系是非线性的。假如工作点 选择不当，则会使输出信号发生畸变；但在 旁边有一近似直线的部分，这始终线部分称为线性工作区。不难看出，当 时， =π/2,T=50%。
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（2） 直流偏压对输出特性的影响
时，工作点落在线性工作区的中
部，此时，可获得较高效率的线性调制，把
代入前式得
试验原理
当 时，
它表明 。这时，调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。
2. 当 或 ， 时，把 代入前式，则
试验原理
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即 。这时，输出光的频率是调制信号的2倍，即产生“倍频”失真。类似地，对 ，可得
这是仍将看到“倍频”失真的波形。
3. 直流偏压 在0V 旁边或变更时，由于工作
点不在线性工作区，故输出波形将失真。
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4. 当 且 时，调制器的工作点虽然选定在线性工作区的中心，但不满足小信号调制的要求，此时的透射率函数式应绽开成贝赛尔函数，即：
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由式可以看出，输出的光束包括沟通的基波，还有奇次谐波。由于调制信号的幅度较大，奇次谐波不