【正文】 波調(diào)制滯后與晶體的長度無關(guān)。上縮減因子對最高調(diào)制頻率的限制一樣 , ? 從材料的角度，做到光與電的相速度匹配是困難的 , 所以必須在器件上采用慢波結(jié)構(gòu) ?????????????????????????cnclncfcncmdm/14/2/1最高頻率為條件為行波調(diào)制器的頻率限制?c?2022/2/17 64 ?電光調(diào)制器的最大優(yōu)點是調(diào)制頻率高 、 頻帶寬 。 ?現(xiàn)代的電光調(diào)制器多采用光波導(dǎo)結(jié)構(gòu) 。 例如用于光纖 有線電視 (CATV)中的外調(diào)制器 ， 其工作頻率從低頻一 直工作到 1GHz， 響應(yīng)都是平坦的 。 而微波頻的行波波 導(dǎo)電光調(diào)制器工作頻率已高達(dá) 20～ 40 GHz。 ?現(xiàn)代的電光調(diào)制器大多用光集成的工藝技術(shù)制成集成 光學(xué)器件 。 如下圖所示的電光 MachZehnder調(diào)制器 。 最新的電光調(diào)制器 2022/2/17 65 ? 電光 MachZehnder 調(diào)制器采用鈮酸鋰 (LiNbO3) 晶體及 集成技術(shù)制造。 ? 其主要性能為： ? 半波電壓 4伏； ? 工作帶寬 B=1000MGz； ? 輸出電阻為 50歐姆； ? 用保偏光纖作為光的輸入、輸出引纖 ? 總插入損耗 4 dB。 電光 MachZehnder調(diào)制器 2022/2/17 66 級聯(lián)外調(diào)制器結(jié)構(gòu) C C12偏置1 偏置2RF1 RF2圖2. 兩級級聯(lián)線性化調(diào)制器結(jié)構(gòu)2022/2/17 67 4 3 2 1 0 1 2 3 400 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 .91 ? ( t ) =?V1/V? 圖 3. 三級級聯(lián)、兩極級聯(lián)和單級調(diào)制器的 調(diào)制特性曲線功率傳輸函數(shù)T 單級兩級級聯(lián)三極級聯(lián) 級聯(lián)使調(diào)制特性線性化 2022/2/17 68 磁光張量 ? 某些透明的順磁物質(zhì) （ 如火石玻璃 ） 在沒有磁場的作用下 ， 其磁導(dǎo)率為 。 為真空磁導(dǎo)率 ， 為磁導(dǎo)率系數(shù) (二階張量 )， 但脫化為標(biāo)量 。 ? 當(dāng)介質(zhì)為各向同性體時表現(xiàn)為標(biāo)量 。 即 =μij=μ（ 當(dāng) i = j） ， μij = 0（ 當(dāng) i ≠ j)， 也就是： ???? 00 ??0? 米）（亨利 /104 70 ??? ????????? ????????????000000???2022/2/17 69 磁光張量 ? 有磁場 H 作用于順磁玻璃上時 （ 設(shè) H = Hz)， 則磁導(dǎo)率 張量變成為反對稱的 ?????????? ????????0000iiH?在電磁理論中波矢 k可表為 ： 其中 ，為真空的波傳播常數(shù) ?????????? ??????????????0000200022 iikk ijij???00220 ????k2022/2/17 70 ? 順磁玻璃材料是各向同性體 , 則 脫化為標(biāo)量 ? 在磁場作用下折射率為： ?在晶體光學(xué)中，折射率張量 n2（在主軸方向）為： 磁光張量 ?? ???????????? ???22220000nniinn ijij ?????????????????????????????33221133221120000000000000???????ijijnnji 時當(dāng)2022/2/17 71 磁光法拉弟效應(yīng) ? 用求本征方程的方法寫出在磁場作用下的主折射率： 00000222????????????????????nniin解得： ????????? ?23222,1nnn???2022/2/17 72 磁光法拉弟效應(yīng) ? 則張量的波矢量可表示為： ? n+表示右旋光折射率， k+表示右旋光波矢量 n表示左旋光折射率， k表示左旋光波矢量 ? 再將代回本征值方程 , 即可求出相應(yīng)的本征矢量為： ?? ?? ?nk 2??????????????????????????????????10039。012139。012139。321 XjXjX2022/2/17 73 磁光法拉弟效應(yīng) ? 任何 線偏振光都可分解成兩個分別為左 、 右旋的園偏 振波 （ Er和 El） 。 當(dāng)線偏振光通過處在 Z方向磁場作用下的磁光介質(zhì)時 ， ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ????????????????????????????????????????dniAdikAdEdniAdikAdEdzAikAEAikAElrlr002e x pe x p2e x pe x p0e x p00e x p0????在棒出口處在棒入口處2022/2/17 74 ? 如下圖所示，按平行四邊形法則可將上兩式所示的左、 ? 右旋圓偏振光的合矢量畫出： 2022/2/17 75 磁光法拉弟效應(yīng) ? 輸出的線偏振 E(d)轉(zhuǎn)過 θ度為 ： ? 一般 ， 將磁光旋轉(zhuǎn)角表示為： 式中 ， V為磁光 Verdet常數(shù) ， 有 B為施加的磁場強(qiáng)度 d為通光長度 ? ?02 ??? dnndkdk ???? ????dBV ????? ??? ?? nnBV0??2022/2/17 76 光隔離器 ? 光隔離器原理圖如下 ? 由偏振器 P（垂直振動）和分析器 A (成 45176。 )構(gòu)成，中間插入縱向的磁光介質(zhì)，并施加磁場 H 使偏振面轉(zhuǎn)動 θ =45176。 （設(shè)沿光前進(jìn)方向順時針轉(zhuǎn) 45176。 ），然后通過分析器 A 出射，光幾乎沒有衰減。如果出現(xiàn)反射光Pr，反射光經(jīng) A 也成為 45176。 的偏振光，這個偏振角經(jīng)過磁光介質(zhì)時反射光的偏振面將按反時針方向繼續(xù)轉(zhuǎn)45176。 ，偏振面轉(zhuǎn)到水平方向，這樣 Pr 就不能通過起偏振器 P，因此反射光就被隔離開了。 2022/2/17 77 磁光隔離器 ? 與偏振無關(guān)的磁光隔離器的結(jié)構(gòu) FR旋轉(zhuǎn) 90176。 A B 2022/2/17 78 磁光隔離器的性能 ? 波長范圍 (nm) 15301565 ? 隔離度 (dB) =45 ? 插入損耗 (dB) ? 反射損耗 (dB) 60 ? 偏振相關(guān)損耗 (dB) ? 偏振模色散 (ps) ? 最大承受功率 (mW) 300 ? 工作溫度 070186。C 2022/2/17 79 磁光隔離器應(yīng)用舉例 ? 帶有隔離器的 DFBLD DFBLD ? 在光放大器 EDFA中作隔離 PUMP PUMP 2022/2/17 80 光環(huán)行器 ? 光環(huán)形器如下圖所示 。 它也是利用磁光的非互易特性制成 ， 并具有如下特性：在磁場 B的作用下由１口輸入的信號只傳到２口發(fā)射出去 ， 從２口回來的接收信號則只能傳到３口輸出 ， 并接到接收機(jī)的輸入端口 。 2022/2/17 81 光環(huán)行器原理圖 1 2 3 4 雙折射晶體 FR 177。 45186。 玻璃片 1/2波片 o e e o P A 2022/2/17 82 光纖環(huán)行器的應(yīng)用舉例 ? 用于光纖通信的 RAMAN放大器 發(fā)射機(jī) 接收機(jī) PUMP PUMP OUT