【正文】 BAiiBAdBdB??在以上的情況中，適當(dāng)控制耦合器長度和耦合系數(shù)，使耦合器的分光比剛好為 1:1,即將原來光功率分成兩等分，由于 1/2?3DB，所以稱這類耦合器為 3DB耦合器。 3DB 輸出光振幅： 選擇耦合器長度 ： tan2(?L)＝ 1 L0＝ (m?177。 ?/4)/ ? 定向開關(guān)耦合器 Directional Coupler Switch ][s in)()()(22222200LPLPLPPLPbba????? ????? )()(2 bbbaaa ?????? ??????當(dāng)波導(dǎo)不相同時(shí)， ??0，則這時(shí)耦合器不能實(shí)現(xiàn)最大能量交換。 耦合器輸出端的功率 電壓改變 ? ?L＝ ?23 光被切換到 B波導(dǎo) 馬赫－曾德干涉儀 I MachZehnder Interferometer ???????E22EE22EBA＝＝輸入光 E ???????]E e x p [ i22E]E e x p [ i22EBBAALL??＝＝波導(dǎo) 干涉增強(qiáng) 電壓產(chǎn)生?相位差 ??????? ?]E e x p [ i22E]E e x p [ i22EBBAALiL???＝＝ 干涉相消 開通 關(guān)閉 馬赫－曾德干涉儀 II MachZehnder Interferometer ?????????????????????????????????????????????)0()0(22222222]e x p [00122222222]e x p [ 0)(BAiiiiiLkinDC aef f ?Lknn ae ffbe ff 0)()( )( ?????????????????????2c o s2s in]2e x p [ ???iiDC3DB DC 3DB DC 輸出振幅： 輸出光功率： ?????????????????2c o s2s in22??DoutCoutPP????????????? 01)0( )0(BA ??????DC兩臂光程差： 結(jié)論：控制相位差控制兩端輸出功率 輸入 輸出 馬赫－曾德干涉儀 II－電光調(diào)制器 ElectroOptic Modulator 電壓引起折射率變化： 兩臂光程差： 半波電壓： ???兩臂輸出歸一化功率： ??馬赫－曾德干涉儀 II－電光調(diào)制器 ElectroOptic Modulator 電光調(diào)制器響應(yīng)時(shí)間和帶寬 Response time and Bandwidth of an EO modulator DLWRCR rsEOs??? 0??EOLCf ?2 10 ??1 2 3 40 .20 .40 .60 .81 .0)(2 10 SPPEORRRCf ???? ?采用微波波導(dǎo)提高帶寬限制 ncLlight /??彈光效應(yīng) Photoelastic Effect pSn ?? )1( 2材料外界的作用下，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力 (Strain)，應(yīng)力改變了 分子之間的相互作用力 和 分子數(shù)密度 ，從而引起局部的折射率發(fā)生 ?n的變化。這種現(xiàn)象稱為彈光效應(yīng) (Photoelastic Effect),可以表示為 P稱為彈光系數(shù)。 pSnn 321???聲光調(diào)制器 AcoustoOptic Modulator 根據(jù)聲波的頻率高低和光波入射角和二者的作用長度，聲光衍射分為兩類： （ a）、拉曼－奈斯 (RamanNath)衍射 （頻率低、作用長度短，相互垂直） （ b）、布拉格 (Bragg)衍射 （頻率高、作用長度長，相互不垂直） 晶體中聲波 周期分布聲壓 光彈效應(yīng) 周期變化折射率 拉曼 奈斯衍射： (1)光波與聲波傳播方向垂直， (2) 聲波寬度 LL0/2,(L0=?2/?光聲相互作用特征長度 ) (3) 聲音頻率較低 聲光調(diào)制器－拉曼 奈斯衍射 Raman— Nath Diffraction A couslight kk?? ?)co s (0 KxtuxS ???????聲場： )co s (01 Kxtuu ????聲壓： ]2[)s in ()s in (2203000300300PKunnKxtnnKxtPKunnPSnnn?????????????折射率： 光波： )]s i n (e x p [)](e x p [)](e x p [000000 KxtnliklnktiE nlktiEE ?????? ?? ? ?? ?? ?])(e x p [2si n2si nsi n)(]c o s)si n()(e x p [00000 tmiLmKnkLmKnknlkJkxmKktmiEEmmmmmmmm????????? ?????????????????出射光波： 聲光調(diào)制器－拉曼 奈斯衍射AcoustoOptic Modulator 拉曼 奈斯衍射特點(diǎn)： 當(dāng)衍射角滿足 sin?m＝ mK/k＝ m?/? (m=0,177。 1 ,177。 2 ,177。 3)，光強(qiáng)最大。 光強(qiáng)正比 J2m(k0?nL)，并且對稱分布于兩邊。 m級衍射光頻發(fā)生多普勒效應(yīng)，頻率變?yōu)?＋ m?， m=0 m=1 m=2 m=2 m=1 聲光調(diào)制器－布拉格衍射 Bragg Diffraction 反射干涉增強(qiáng)條件： 2?sin?m＝ m?/n 布拉格衍射： (1) 聲音頻率較高 (2) 光生相互作用長度 L2L0（特征長度） (3) 聲波光波波矢不互相垂直 一般情況下，聲頻足夠高， ?足夠小 入射角和衍射角只能滿足一級衍射條件： 2?sin?i＝ ?/n 此入射角 ?i稱布拉格角。 例如水中的聲光衍射， ?＝ ?m， ?=500MHz,Vs=*103m/s 所得入射和衍射角 ?i?6*102rad= 聲光效應(yīng)－聲子理論 Acousto－ optic Kkk ????? ?? 39。動量守恒： ??? 39。?? ??能量守恒： Bragg衍射條件： 2?sin?i＝ ?/n 多普勒效應(yīng)： ??＝ ? 思考：如果聲波為駐波時(shí)，聲子理論如何解釋？ 聲光調(diào)制器－表面聲波衍射 Bragg Diffraction from Surface Acoustic 聲光調(diào)制器規(guī)格書 Specification of AO Modulator VSWR： Voltage Standing Wave Ratio VSWR=Vmax/Vmin 電壓駐波比 (VSWR) Voltage Standing Wave Ratio 入射微波： 反射微波： 旋光效應(yīng) Optical Activity 線偏振光通過物質(zhì)時(shí)，偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，雙折射現(xiàn)象的一種。 ?Lknn LR 0)(21 ???旋轉(zhuǎn)角度： 這里左右旋的折射率 nR、 nL為波長的函數(shù)，從而導(dǎo)致對于相同裝置不同波長的旋轉(zhuǎn)角不同，這稱為 旋轉(zhuǎn)色散（ ORD） 磁光效應(yīng)（法拉第效應(yīng)） Mago－ Optic （ Faraday ） Effect KHL??磁場作用于無旋光的物質(zhì)，使之產(chǎn)生旋光效應(yīng)，稱為磁光效應(yīng) 旋轉(zhuǎn)角度： K：稱為維爾德 (Verdet)常數(shù) .順時(shí)針 K0。逆時(shí)針 K0 而 K? 旋轉(zhuǎn)方向與光波傳播方向無關(guān)。 Hk ???光隔離器 Optical Isolator 當(dāng)輸入和輸出的偏振器偏振方向成 450，并且利用法拉第效應(yīng)產(chǎn)生 450旋光角，形成光隔離器。 光從左到右： N1起偏 順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 450 偏振器 N2 光從右到左： 垂直N1 順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 450 N2起偏 450