激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 02:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 相應(yīng)的電壓稱為 半波電壓 ? 晶體的電光系數(shù)越大 ， 相應(yīng)半波電壓越低 . ? 通過測量半波電壓可以計(jì)算出相應(yīng)的電光系數(shù) 。 633???oo nkV ?部分晶體的 和 ?V 63?3. 電光強(qiáng)度調(diào)制 （ 1）縱向電光強(qiáng)度調(diào)制 縱向電光強(qiáng)度調(diào)制典型結(jié)構(gòu)（ 1） 電光強(qiáng)度調(diào)制裝置由兩塊交叉偏振片及其間放置的一塊單軸電光晶體組成 。 偏振片的通振動(dòng)方向分別與 x、 y軸平行 。 （ 2）設(shè)某時(shí)刻加在電光晶體上的電壓為 V，入射到晶體的在 x方向上的線偏振光電矢量振幅為 E0 ?進(jìn)入晶體時(shí)沿快軸 和慢軸 的電矢量振幅都變?yōu)? 39。x 39。y 20EV6320n2 ??????通過晶體后沿 和 方向的二線偏振光之間的 位相差 39。x 39。y通過振動(dòng)方向與 y 軸平行的偏振片檢偏后產(chǎn)生的光振幅分別為 ， ， 則有： yxE 39。 yyE 39。)(039。039。 e2e2???? tiyytiyxEEEE ?? ，VnIEEI ? ?? 6330202202 s i n2s i n ?????輸出光強(qiáng)：)1(2 0 ???? ?? itiy eeEEE ?投影之和為 ： 圖 (422) I/I0V曲線 （ 4）如外加信號(hào)電壓為正弦電壓， ，則 輸出光強(qiáng)近似為正弦形，實(shí)現(xiàn)無失真調(diào)制。 tVV ?s in0?)]s i ns i n (1[21]s i n24[s i n2s i n0002020tVVIItVVIII??????????????tVVII ???s i n221 00??63302 ??? nV ?（ 3） 畫出 曲線的一部分以及光強(qiáng)調(diào)制的情形 。 為使工作點(diǎn)選在曲線中點(diǎn)處 ， 通常在調(diào)制晶體上外加直流偏壓 來完成 ， 或者插入 λ /4波片 ， 使之產(chǎn)生 90度的相位差 。 4?VVII ?01/0 ???VV應(yīng)用 應(yīng)用 使用電光調(diào)制器的光通信線路 激光器輸出為偏振光 （ 2）橫向電光強(qiáng)度調(diào)制 ??????VVlnnkVndlklnnklnEnnkeoooeooeoooyxl?????????????????? ??)(2)()2( 63303633ldnkV oo 6332??? ?第一項(xiàng)表示天然雙折射造成的相位差； 第二項(xiàng)由電光效應(yīng)引起，為電光延遲。 由第一項(xiàng)確定工作點(diǎn)位置后，根據(jù)第二項(xiàng)正比于 l/d，恰當(dāng)選擇長寬比，以實(shí)現(xiàn)有效的電光調(diào)制。 消除天然雙折射方法：兩塊晶體串接（ Z軸垂直） 電壓加在 X方向，入射光沿 Z方向， X方向偏振； X、 Y、 Z與晶體邊平行。 橫向電光調(diào)制可降低半波電壓，用兩塊晶體可消除自然雙折射，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 4 電光相位調(diào)制 （ 1）加電場后， 振動(dòng)方向與晶體的感應(yīng)主軸相平行的 光通過長度為 的晶體，其位相增加為 l300 6 322 znn E l? ????? ? ?????（ 2）晶體上所加的是正弦調(diào)制電場 晶體輸入面處的光場是 s inz m mE E t??c o sU A t??入)s i nc o s (22c o s 63300??????????????????????????????ttAUlEnntAUmz出出式中， 為相位調(diào)制度 lEnm ?? 6330 ????（ 3）則在晶體輸出面處的光場可寫成 5. 波導(dǎo)電光調(diào)制器 ? 波導(dǎo)調(diào)制器是將具有電光特性的材料做成光波導(dǎo)，調(diào)制電場加在通光波導(dǎo)區(qū)，可以在很低的外加電壓下獲得所需的調(diào)制場強(qiáng)。 ? 可以通過波導(dǎo)特性，如模式轉(zhuǎn)換、模式耦合、定向耦合等特性來實(shí)現(xiàn)光的直接強(qiáng)度調(diào)制與開關(guān)等。 ? 波導(dǎo)調(diào)制器具有效率高、體積小、集成度高、易于與光纖耦合等優(yōu)點(diǎn)。 （ 1） MZ干涉儀強(qiáng)度調(diào)制器 ? 晶體材料為鈮酸鋰晶體 (LiNbO3)，其中的光波導(dǎo)是在晶體上用 鈦擴(kuò)散 （折射率提高）技術(shù)制作的。 ? 電信號(hào)加到如圖所示的電極上 ， 來自激光器的連續(xù)光波輸入到調(diào)制器的左端 ， 然后被均勻地分配到光波導(dǎo)的兩個(gè)臂中 ， 兩光路長度相等 。 由于電光效應(yīng) ， 其折射率及到達(dá)輸出端的光程差和位相隨外加電壓的變化而變化 ， 在時(shí)間上發(fā)生延遲 。 兩束光到達(dá)輸出端后 ， 經(jīng) 3 dB光耦合器耦合在一起由一路光纖輸出 。 ? 根據(jù)這一原理 ， 即可完成光信號(hào)強(qiáng)度隨電信號(hào)的變化而不斷改變的調(diào)制過程 ， 即實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度調(diào)制 。 圖中 ， 沿方向切割LiNbO3晶體 ， 光波沿 z方向傳輸 ， 調(diào)制電場施加于 y方向 。設(shè) 入射光場 為 in c o s ( )E A t??mms i n ( )yyE E t??調(diào)制電壓為 外加電場作用下光波產(chǎn)生的相位變化為 式中 L為調(diào)制區(qū)間長度。 3o u t e 3 3 m mc o s s i nyLE A t n E t? ? ??????? ????? 從調(diào)制臂輸出的光場為 式中 ， 為調(diào)制深度 。 此時(shí) ， 經(jīng)過調(diào)制臂的光波相位已經(jīng)受到調(diào)制 ， 在輸出端 ， 此路調(diào)制光波與另外一路未調(diào)制光波在 3 dB 耦合器上干涉 ， 就可以得到強(qiáng)度調(diào)制的光波信號(hào)輸出 。 mc o s ( s i n )A t t? ? ???3m e 3 3yL En?????)2(c o s 2 ??? iII調(diào)制器輸出光強(qiáng)為 輸出光強(qiáng)隨信號(hào)電壓 V變化。 DLVn e ???? ???? /333(2)定向耦合器型光波導(dǎo)調(diào)制器 MZ干涉儀由 2個(gè) 3dB耦合器和 1個(gè)移相器組成。 。，為偶數(shù)時(shí)，；當(dāng)，為奇數(shù)時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)使為兩支路長度差為光波導(dǎo)傳播常數(shù)，設(shè)00,10202022 ???????PPPNPPPNNLk
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1