电光调制试验

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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
x2 y 2 z 2 2 2 2 yz xz xy 1 2 2 2 2 2 2 n11 n22 n33 n23 n13 n12
（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。由于晶体的各向 异性，电场在 x 、 y 、 z 各个 方向上的分量对椭球方程 的各个系数的影响是不同 的，我们用右式形式表示
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12 22 32 42 52 61
13 23 EX 33 E 43 Y EZ 53 63
（4）
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上式是晶体一次电光效应的普遍表达式，式中 γij 叫做电光 系数 (i=1,2,…6;j=1,2,3)，共有18个，EX、EY、EZ是电场E在 x、y、z方向上的分量。 电光效应根据施加的电场方向与通光方向相对关系，可分 为纵向电光效应和横向电光效应。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，叫做 横向电光调制。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。把加在晶体上的电场方向与光在晶体 中的传播方向平行时产生的电光效应，称为纵向电光效应 ，通常以类型晶体为代表。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，称为横向电光效 应 ，以晶体为代表。
0 0 0 ij 0 51 22
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22
22
0 51 0 0
13 13 33
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1 1 n2 n2 1 11 1 1 n2 n2 11 2 22 1 1 21 2 2 n33 n3 31 41 1 2 n23 51 1 61 2 n13 1 n2 12
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• 要用激光作为信息的载体，就必须解决如何将信息加到激光上去 的问题。例如激光电话，就需要将语言信息加在与激光，由激光 “携带”信息通过一定的传输通道送到接收器，再由光接收器鉴 别并还原成原来的信息。这种将信息加在与激光的过程称之为调 制，到达目的地后，经光电转换从中分离出原信号的过程称之为 解调。其中激光称为载波，起控制作用的信号称之为调制信号。 与无线电波相似的特性，激光调制按性质分，可以采用连续的调 幅、调频、调相以及脉冲调制等形式。但常采用强度调制。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 光辐射强度按照调制信号的规律变化。激光之所以常采用强度调 制形式，主要是因为光接收器（探测器）一般都是直接地响应其 所接收的光强度变化的缘故。
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1.实验目的
•了解电光效应的原理。 •通过调节电光调制波形、测试电光晶体的调制特性曲线和测 量电光晶体的特征参量，加深对电光调制概念的理解。
•进行电光调制的光通讯模拟实验。
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2.实验原理
某些晶体（固体或液体）在外加电场中，随着电场强 度的改变，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:
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这次实验中，我们只做晶体的横向电光强度调制实验。晶 体属于三角晶系 ,3m晶类，主轴 Z方向有一个三次旋转轴， 光轴与Z轴重合 ,是单轴晶体,折射率椭球是旋转椭球，其表 达式为 x2 y2 z2 （5） 1
2 n0 2 ne
加上电场后折射率椭球发生畸变，对于3m类晶体，由于晶 体的对称性，电光系数矩阵形式为
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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
x2 y2 z2 2 2 1 2 n1 n2 n3
(2)
式中，n1， n2， n3为椭球三个主轴 方向上的折射率，称为主折射率。 如右图所示 。
电光调制实验
实验目的 实验原理 仪器介绍
实验内容
思考练习
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• 激光是一种光频电磁波，具有良好的相干性，与无线电波相似， 可用来作为传递信息的载波。激光具有很高的频率（约 1013~1015Hz），可供利用的频带很宽，故传递信息的容量很大。 再有，光具有极短的波长和极快的传递速度，加上光波的独立传 播特性，可以借助光学系统把一个面上的二维信息以很高的分辨 率瞬间传递到另一个面上，为二位并行光信息处理提供条件。所 以激光是传递信息的一种很理想的光源。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 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 n n0 aE0 bE0
ห้องสมุดไป่ตู้
(1)
式中a和b为常数，n0为E0=0时的折射率。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 ）。由（1 ）式可知，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。