文档介绍：电光调制实验报告
电光调制实验报告
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光电工程学院
2013/2014学年第2学期
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、沟通电源主控单元后边板右侧装有带开关的三芯标准电源插座，用以连结
220V市电沟通电源。
注：扬声器发声的音质与光路调整、晶体偏压、调制幅度以及信号
源的性能均相关系。
【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，利用这一效应能够对透过介质的光束进行幅度、相位或频次的调制，组成电光调制器。
电光效应分为两种种类：
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。
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（外加电场与光流传方向
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垂直）的一级电光效应。

，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：
n
n03rE
式中r为与晶体构造及温度相关的参量，称为电光系数。
n0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别而使光波
经晶体后出射光的两振动分量会产生附加的相位差，它是外加电场E的函数：
2
nl
2
n03rEl
2n03r
lU
()
d
式中为入射光波的波长；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＝时，所加电压
UU
d
3
()
2n0rl
U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
()
式可见，半波电压
U决定于入射光的波长
、晶体材料和它的几何尺寸。由
()、()式可
得：
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(U)
U
U
0
()
式中
0为U＝0时的相位差值，它与晶体材料和切割的方式相关，
对加工优秀的纯净晶体
而言0＝0。
。
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IP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(U)，然后光束再经检偏器A，产生光强为IA的出射光。当起偏器与检
偏器的光轴正交(AP)时，根据偏振原理可求得输出光强为：

IAIPsin22
sin2(U)
()
2
式中
P
x，为P与X两光轴间的夹角。
若取
＝土45
。，这时U对IA的调制作用最大，并且
IAIPsin2
(U)
()
2
再由（）式可得
IAIPsin2
U
2
U
于是可画出输出光强
IA与相位差
（或外加电压
U）的关系曲线，即
IA~（U）或IA~U如
下：
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