电光调制实验实验报告
光电子学电光实验报告
实验名称：电光调制实验一、预习部分（可附页）预习成绩：当给晶体或液体加上电场后，该晶体或液体的折射率发生变化，这种现象称为电光效应。
电光效应在工程技术和科学研究中有许多重要应用，它有很短的响应时间（可以跟上频率为1010Hz的电场变化），可以在高速摄影中作快门或在光速测量中作光束斩波器等。
在激光出现以后，电光效应的研究和应用得到迅速的发展，电光器件被广泛应用在激光通讯、激光测距、激光显示和光学数据处理等方面。
2.1 一次电光效应和晶体的折射率椭球由电场所引起的晶体折射率的变化，称为电光效应。
通常可将电场引起的折射率的变化用下式表示：n=n0+aE0+bE02+ (1)式中a和b为常数，n0为不加电场时晶体的折射率。
由一次项aE0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（Pokells）效应；由二次项bE02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（Kerr）效应。
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。
如图1，通常用折射率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，折射率椭球及其方程为1232222212=++nznynx（2）图式中n 1、n 2、n 3为椭球三个主轴方向上的折射率，称为主折射率。
当晶体加上电场后，折射率椭球的形状、大小、方位都发生变化，椭球方程变成1222212213223233222222112=+++++n xyn xzn yzn zn yn x（3）晶体的一次电光效应分为纵向电光效应和横向电光效应两种。
纵向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播的方向平行时产生的电光效应；横向电光效应是加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向垂直时产生的电光效应。
通常KD*P （磷酸二氘钾）类型的晶体用它的纵向电光效应，LiNbO 3（铌酸锂）类型的晶体用它的横向电光效应。
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)
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
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。
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。
实验二电光调制实验
一、實驗目的：1.了解熟悉電光效應(Electro-Optical Effect)。
2.接觸非線性光學（Nonlinear Optics）題材。
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)四、原理：1.電光晶體中的折射率分布可用橢球表示如下2.若外加電場，則會使折射率改變，方程式必須改變為3.外加電場與折射率的關係可用矩陣表示如r ij為電光係數4.利用晶體的對稱性可使多個電光係數為零，故矩陣成為5.若電場只加在Z軸上，則橢球方程式為：由此可知外加電場在Z軸上，會使橢球繞Z軸轉動一個角度θ，X軸及Y 軸轉到了X’及Y’6.其中座標轉換的關係式為7.代入橢球方程式若θ＝45°8.與正橢球比較由近似可得------（*）9. 橫向效應用45°-Z 切割的晶體，在Z 軸加上電場使晶體成為電致雙晶軸晶體。
因晶體是45°切割，所以新建立的光軸X ’、Y ’就是立方體的邊。
將一平面偏極光垂直Y ’Z 平面入射，因偏振面與Z 軸夾了45°角且'Y Z n n ，因此光波會被分成E z 及E Y ’兩個分量。
在通過晶體之後，兩分量之間的相位差為將（*）代入式子的第一項是晶體的自然雙折射效應所造成的相位移，其對溫度極敏感，所以一般我們都是將此種晶體成對使用。
圖1 KDP 自然雙折射的利用裝置圖10.垂直偏極光與水平偏極光通過晶體之後所造成的相位延遲為其相位差為因此只要提高dl的值即可降低趨動電壓，且外加電場與入射光方向垂直，所以不需用到透明電極，可大幅降低成本。
五、 裝置圖：1. KDP 光調製(EOM)組，基本特性的測量：圖2電光調制實驗裝置圖2. 加補償器之裝置圖圖3 加補償器的裝置圖六、實驗步驟：1.KDP光調製（EMO）組，基本特性量測：(1)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。
晶体电光调制实验报告数据处理
实验一电光调制一、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、实验原理简介：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1是几种电光调制器的基本结构形式。
图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
电光调制实验电光调制实验是一种基于光及电的实验，主要是利用外加电场对光的介质介电常数及折射率发生变化的特性，从而实现对光的调制，达到信息传输的目的。
本文将对电光调制实验的原理、实验过程、实验结果以及应用进行详细介绍。
一、实验原理电光调制实验的基本原理是电-光双向转换。
光通过透明的介质之后会导致光的相位差，从而产生偏振旋转。
当外加电场时，通过电光效应，电场可以改变介质的折射率和吸收系数，从而影响光的速度和偏振方向。
在调制过程中，可以控制电场的强度和方向，从而实现光信号的编码、传输和解码。
二、实验材料实验材料主要包括：1.激光器2.半波片3.光偏振器4.电光晶体5.电源6.光探测器三、实验过程在实验开始前，首先将激光器打开并调节其输出功率，以保证激光器的正常工作。
2.半波片和光偏振器的使用。
将半波片和光偏振器连接在激光器的输出端上，并根据需要调整偏振方向和入射角度。
将电光晶体固定在一个平台上，将光束通过电光晶体，并调整电光晶体的入射角度以使其与光束共面。
4.电源的使用。
将电源连接到电光晶体上，并根据需要调整电场的强度和方向。
将光探测器放置在光束的另一端，并记录光信号的强度、频率和相位。
四、实验结果通过电光调制实验，研究者可以获得以下结果：1.光信号的编码和解码。
通过电光调制实验，可以将信息编码成光的信号并传输，然后通过解码技术将信息从光信号中提取出来。
2.光调制的幅度、相位和频率。
通过电光调制实验，可以通过调节电场的强度和方向来改变光的幅度、相位和频率，从而实现对光信号的调制。
3.光传输的性能。
通过电光调制实验，可以研究光传输的性能，包括传输距离、传输带宽、光损耗等特性。
这些研究能够指导光通讯技术的应用和发展。
五、应用电光调制实验的应用非常广泛。
一些典型的应用包括：1.光通讯。
2.光储存。
在光储存中，电光调制技术也是非常重要的。
通过电光调制实验，可以实现将信息储存在光中，然后可以随时读取出来。
3.光计算。
电光调制实验报告误差分析
电光调制实验报告误差分析
电光调制实验是一种常见的光学实验，在实验测量过程中难免会出现误差。
常见的误差包括系统误差和随机误差。
系统误差主要来自于实验仪器、测量方法和实验人员等方面的不确定性，例如电光调制器的偏置电压的精度、光路的稳定性、探测器的灵敏度等。
系统误差具有一定的规律性，可以通过对实验仪器的校准和测量方法的改进来减小。
随机误差是由一系列不可预测的因素导致的误差，例如环境条件的变化、仪器的波动、人为误差等。
随机误差是不可避免的，但可以通过多次测量并取平均值来降低其影响。
在进行电光调制实验时，还需注意实验得到的原始数据是否有效、是否存在异常值等。
在数据处理过程中应该排除这些无效数据，并对数据进行平滑处理和误差分析。
此外，还需要注意实验的恒定条件，例如光源的稳定性和干扰物的消除等。
总之，电光调制实验中的误差分析应该综合考虑系统误差和随机误差，正确处理实验数据并减小误差的影响。
光波调制实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在使学生了解光波调制的基本原理，掌握光波调制的实验方法，并能够运用实验结果分析调制效果，从而加深对光波调制技术的理解。
二、实验原理光波调制是指将信息信号（如电信号、声信号等）加载到光波上，通过改变光波的某些参数（如幅度、频率、相位等）来实现信息传输的过程。
根据调制参数的不同，光波调制可分为幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
三、实验器材1. 光源：半导体激光器2. 调制器：电光调制器3. 信号发生器：正弦波信号发生器4. 光功率计：光功率计5. 光纤：单模光纤6. 光路调节器件：光分路器、光纤连接器、光纤耦合器等四、实验步骤1. 准备实验光路，包括光源、调制器、光纤等。
2. 使用信号发生器产生所需频率的正弦波信号，并将其输入到电光调制器中。
3. 将调制后的光信号输入到光纤中，通过光纤传输。
4. 使用光功率计测量调制前后光功率的变化，分析调制效果。
5. 改变调制信号的频率、幅度和相位，观察光功率的变化，分析调制参数对调制效果的影响。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，在调制信号频率为10MHz时，调制后的光功率比调制前的光功率增加了约10dB。
2. 当调制信号幅度增加时，调制后的光功率也随之增加，但增加幅度逐渐减小，表明调制深度有限。
3. 当调制信号相位改变时，调制后的光功率基本不变，说明相位调制对光功率的影响较小。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了光波调制的基本原理和实验方法。
2. 实验结果表明，光波调制是一种有效的信息传输方式，具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。
3. 在实验过程中，我们注意到调制深度对调制效果有较大影响，需要根据实际需求选择合适的调制深度。
4. 实验过程中，光纤连接器、光纤耦合器等器件的连接质量对实验结果有较大影响，需要保证连接质量。
七、改进建议1. 在实验过程中，可以尝试使用不同类型的调制器，比较其调制效果，进一步了解不同调制器的特点。
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。
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。
电光调制实验
电光调制实验实验⼆⼗⼆电光调制特性测试及分析报告⼈陆盛阳0 同组⼈张旭时间 2011/10/10 ⼀、实验⽬的1、了解铌酸锂晶体的⼀级电光效应。
2、观察单轴晶体、双轴晶体的偏振⼲涉图。
3、掌握电光调制器的⼯作原理。
4、测定直流输出特性曲线,即T-V 曲线。
5、⽤四分之⼀波⽚选择⼯作点。
⼆、实验仪器(仪器名称及仪器编号) 电光调制实验仪三、实验原理及内容（简略叙述）在外加电场的作⽤下，晶体的折射率或双折射性质发⽣改变的现象成为电光效应。
外电场作⽤下的光电晶体犹如⼀块波⽚，它的位相延迟随外加电场的⼤⼩⽽变，随之引起偏振态的变化，从⽽使得检偏器出射光的振幅或强度受到调制。
当外加电压使晶体产⽣的相位差δ达到Л时，晶体相当于⼀块半波⽚，此时透过光强为极⼤值，所加电压为晶体的半波电压。
半波电压与电光系数的关系公式如下：V π=（22302γλn ）l dV π为半波电压、n0为O 光折射率、γ22为电光系数λ为半导体激光波长、 d 为铌酸锂晶体的厚度、l 为铌酸锂晶体的长度。
由于透射率与电压的⾮线性关系若不选择合适的⼯作点和调制电压的幅值会使输出的光信号相对于输⼊信号产⽣⾮线性失真。
四、实验步骤及现象1 晶体的安装：⽤棉花球蘸少许酒精擦净放晶体的电极，然后放置晶体和铝电极，⽤弹⽚固定在可调平台上，弹⽚接触到铝电极后，不能压的太紧，以免压断晶体，或给晶体施加压⼒。
调整晶体光轴与光源的光轴重合，不许触摸晶体两个⼩端⾯（⼀端是⼊射⾯、另⼀端是出射⾯），以免影响实验效果。
2 调整光路，观察锥光图：2-1 把导轨置于底座很稳的台⾯上，调整四个螺钉使导轨成⽔平将其锁紧。
2-2 在导轨⼀端放置⼀个滑座，将半导体激光器及可调⽀架固定在滑座上。
打开激光器电源盒上的开关，旋转镜头，调整光斑的⼤⼩。
以求得质量较好的光斑，尽量将光斑调⼩。
（旋转盒上的旋钮可调光斑强弱）。
2-3 可调平台放置在导轨上距光源200mm左右，调整激光器的⽀架使激光束与晶体等⾼，平台的四个螺钉可进⾏升降调整。
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。
电光调制实验实验报告
电光调制实验实验报告一、实验目的通过本次实验，学生将能够掌握电光调制器的基本原理、工作方式及其在通信中的应用。
二、实验仪器设备1. 光源：激光管2. 实验桌3. PCS2814型电光调制器4. 准直器5. 直流电源6. 光电探测器7. 示波器三、实验原理电光调制器是一种通过在光传输介质中加入直流或低频信号来改变光强度的设备。
可以用于光电通信、激光雷达、医学成像等领域。
电光调制器根据调制原理的不同分为两种：强度调制和相位调制。
其中，强度调制通过改变光强度来实现信息传输，相位调制则是改变光波的相位而传输信息。
在强度调制中，光信号传输的过程可以分为两个步骤：1.信号电流模拟调制通过窄带高频电信号调制直流偏置电压，生成相应的光信号。
这样调制后的光信号频率范围集中在带宽较窄的低频范围内。
2.对光强进行调制将调制后的光信号通过调制后器的光口，再经准直器射到检测器上，检测器能将光电转换为电信号，这样就能获得来自光传输介质的有效信号。
四、实验步骤1. 搭建实验装置：将激光管、电光调制器、准直器和光电探测器依次放置在实验台上，随后将它们连接起来，准确设置检测器到准直器的距离，为了获得最佳的工作效果，排除光学信号串扰和反射的影响，准直器进行精细调整。
2. 测试无调制状态下的光强度：通过开启激光管，取得光电探测器采集的光强度数据，这里需要使用示波器进行监测和测量，并记录数据。
通过调节电流模拟信号源，模拟调制电流信号，然后通过调制器进行传输，观察并记录数据变化，比较与无调制状态下的光强度数据变化情况。
4. 可用性测试：根据测试结果，可以判断电光调制器中的效果如何，以及它是否适合于实际应用。
五、实验结果分析通过对实验数据的可视化分析，可以看出，电光调制器能够通过调制电流控制光传输介质内关联的光强度，这样就能够实现由电信号到光信号的转化。
在本实验中，使用的是单调制强度调制电路，因此，仅仅是将高频电流信号作用于调制器，就能够将开关的信号传输到光传输介质内，转化成可用的数字信号，这样就实现了从电信号到光信号的转换。
实验 电光 声光调制
实验一电光调制1.一、实验目的:2.了解电光调制的工作原理及相关特性；3.掌握电光晶体性能参数的测量方法；二、实验原理简介: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1是几种电光调制器的基本结构形式。
图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。
电光声光调制_实验报告
一、实验目的1. 理解电光调制和声光调制的原理及基本过程。
2. 掌握电光调制器和声光调制器的实验操作方法。
3. 分析实验数据，验证电光调制和声光调制的基本特性。
二、实验原理1. 电光调制原理电光调制是利用电光效应，即某些晶体在外加电场的作用下，其折射率将发生变化，从而改变光波的传输特性。
电光调制器主要由调制晶体、电极、光源和探测器组成。
当电场施加在调制晶体上时，光波的强度、相位或偏振状态会发生变化，从而实现对光信号的调制。
2. 声光调制原理声光调制是利用声光效应，即光波在介质中传播时，被超声波场衍射或散射的现象。
声光调制器主要由声光介质、电声换能器、吸声（或反射）装置及驱动电源等组成。
当超声波在介质中传播时，会引起介质的弹性应变，从而形成折射率光栅，使光波发生衍射现象。
通过控制超声波的强度、频率和相位，可以实现对光信号的调制。
三、实验仪器与装置1. 电光调制实验实验仪器：电光调制器、光源、探测器、示波器、信号发生器、直流电源等。
实验装置：将光源发出的光束通过调制晶体，然后经探测器接收，通过示波器观察调制后的光信号。
2. 声光调制实验实验仪器：声光调制器、光源、探测器、示波器、信号发生器、超声波发生器等。
实验装置：将光源发出的光束通过声光介质，然后经探测器接收，通过示波器观察调制后的光信号。
四、实验步骤1. 电光调制实验（1）将光源发出的光束通过调制晶体，调节直流电源，使电场施加在调制晶体上。
（2）观察示波器上的光信号，记录调制后的光信号波形。
（3）改变调制信号频率和幅度，观察调制效果。
2. 声光调制实验（1）将光源发出的光束通过声光介质，调节超声波发生器，产生超声波。
（2）观察示波器上的光信号，记录调制后的光信号波形。
（3）改变超声波频率和强度，观察调制效果。
五、实验数据与分析1. 电光调制实验（1）记录调制后的光信号波形，分析调制频率、幅度与调制效果的关系。
（2）分析电光调制器的调制带宽、调制深度等特性。
最新电光调制实验实验报告
最新电光调制实验实验报告实验目的：本实验旨在探究电光调制器的工作原理及其在光通信中的应用。
通过实验，我们将了解电光效应的基本理论，并观察电光调制器如何根据外加电压的变化调制光信号。
实验原理：电光效应是指某些晶体材料在外加电场作用下，其折射率发生变化的现象。
这种变化可以通过改变通过晶体的光波的相位或强度来实现对光信号的调制。
在本实验中，我们将使用液晶材料作为电光调制器，通过改变施加在其上的电压来控制光的透过率。
实验设备：1. 激光源（如氦氖激光器）2. 电光调制器（液晶调制器）3. 光电探测器（如光电二极管）4. 电源及电压调节器5. 光束准直器和光束分析仪6. 数据采集系统实验步骤：1. 搭建实验装置，确保激光源发出的光束经过电光调制器，并被光电探测器接收。
2. 调整激光源，使其发出稳定的光束，并保证光束完全通过电光调制器。
3. 将光电探测器连接到数据采集系统，以便记录光强度的变化。
4. 打开电源，逐渐增加施加在电光调制器上的电压，并记录不同电压下光电探测器的输出信号。
5. 分析数据，绘制电压与光强度之间的关系曲线，观察电光调制效果。
6. 通过改变激光的波长，重复步骤4和5，研究波长对电光调制效果的影响。
实验结果：实验数据显示，随着施加电压的增加，光电探测器接收到的光强度呈现出周期性变化，这与电光调制器的调制特性相符。
在特定电压下，光强度达到最小值，表明此时调制器对光信号实现了有效调制。
通过改变激光波长，发现不同波长的光在相同的电压下表现出不同的调制深度，这与液晶材料的光谱特性有关。
结论：通过本次实验，我们成功验证了电光调制器的工作原理，并观察到了外加电压对光信号调制的影响。
实验结果表明，电光调制器可以作为一种有效的光通信工具，用于控制和调节光信号的传输。
此外，实验还揭示了不同波长光在电光调制中的性能差异，为未来调制器的设计和应用提供了重要参考。
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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。
测出半波电压，算出电光系数，并和理论值比较。
我们用两种测量方法：
1、极值法晶体上只加直流电压，不加交流信号，并把直流偏压从小到大逐渐改变时，示波器上可看到输出光强出现极小值和极大值。
具体做法：取出毛玻璃，撤走白屏，接收器对准出光点，加在晶体上的电压从零开始，逐渐增大这时可看到示波器上光强极大和极小有一明显起落，直流偏压值由电源面板上的三位半数字表上读出。
先测对应于V0>0时，当光强最大时，测一组最大值，然后改变极性，最大时再测一组数据，两个极大之间对应的电压之和就是半波电压的两倍，多次测量取平均值，可以减少误差。
2、调制法晶体上直流电压和交流正弦信号同时加上，当直流电压调到输出光强出现极小值或极大值对应时，输出的交流信号出现倍频失真，通过示波器可看出。
出现相邻倍频失真对应的直流电压之差就是半波电压。
具体做法是：把电源前面板上的调制信号“输出”接到双踪示波器的y1上，经放大后的调制器的输出信号接到示波器的y2上，把y1,y2上的信号做比较，将检偏器旋转90度，当晶体上加的直流电压缓慢增加到半波电压时，输出出现倍频失真；改变晶体上电压的极性后，电压加到半波电压时，又出现倍频失真，相继两次出现倍频失真时对应的直流电压值之差就是半波电压。
这种方法比极值法更精确，因为用极值法测半波电压时，视觉很难准确的定位极大和极小值，因而误差较大。
3、改变直流偏压，选择不同的工作点，观察正弦波电压的调制特性。
电源面板上的信号选择琴键开关可以提供三种不同的调制信号，按下“正弦”键，机内单一频率的正弦波振荡器工作，此信号经放大后，加到晶体上。
同时，通过面板上的“输
出”孔，输出此信号，把它接到双踪示波器的y1上，作为参考信号。
改变直流偏压，使调制器工作在不同的状态，把被调制信号经光电转换，放大后接到双踪示波器y2上，和y1上的参考信号比较。
工作点选定在曲线的直线部分，即附近时线性调制；工作点选在曲线的极小值（或极大值）附近时，输出信号“倍频”失真；工作点选定在极小值（或极大值）附近时输出信号失真，观察时调制信号幅度不能太大，否则调制信号本身失真，输出信号的失真无法判断有什么原因引起，把观察到的波形描下来，并和前面的理论分析做比较。
做这步实验时把电源上的调制幅度、调制器上的输入光强、放大器的输出、示波器的增益(或衰减)这四部分调好，才能观察到很好的输出波形。
4、用波片来改变工作点，观察输出特性。
在上述实验中，去掉晶体上加的直流偏压，把波片置入晶体和偏振片之间，绕光轴缓慢旋转时，可以看到输出波形随着发生变化。
当波片的快慢轴平行于晶体的感应轴方向时，输出光线性调制；当波片的快慢轴分别平行于晶体的x,y轴时，输出光失真，出现“倍频”失真。
因此，把波片旋转一周时，出现四次线性调制和四次“倍频”失真。
实验证明，通过晶体上加直流偏压可以改变调制器的工作点，也可以用波片选择工作点，其效果是一样的，但两种方法的机理是不同的。
5、光通讯的演示按下电源面板上信号选择开关中的“音频”键，此时，正弦信号被切断，输出装在电源里的“音频”片
信号。
输出信号通过放大器的扬声器播放，改变工作点，此时，所听到的音质不同，通过通光和遮光，演示激光通讯。
音频讯号接到示波器上，可以看到我们听到的音乐信号的波形，它是由振幅不同的不同频率的正弦波叠加而成的。
也可以用光缆把输出信号和接收器连接起来，实现模拟激光光纤通讯。
调制信号也可以用录音机输出的电信号，把它接到电源面板上的“输入”端，这时要按下信号选择开关中的“外调”键，其他信号源被切断，输出录音机放出的音频信号。
原始记录(数据、图表、文字描述等) 【思考题】
1、如何保证光束正入射于晶体的端面，怎样判断？不是正入射时有何影响？答：经过端面反射后的圆点与激光光源的圆点重合时光束正入射于晶体的端面。
不是正入射时会使激光在光电晶体内部发生全反射，经过光电晶体出射的光香味发生改变不与检偏器垂直。
2、起偏器和检偏器既不正交又不平行时，会出现何种情况？答：光强调到最大时，晶体的偏压不为零。
观察晶体的干涉图不再为单轴锥图样，不再是字架样子。
失去了特殊性。
3、1/4波片改变工作点，观察调制现象时为何只出现线性调制和倍频失真，而没有其它失真？
【实验心得】
通过这次实验我掌握了晶体电光调制的原理和实验方法，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，并观察到晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象。