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文檔簡介

電光調制EOM1．晶體的折射率橢球

根據(jù)光的電磁理論知道，光波是一種電磁波。在各向異性介質中，光波中的電場強度矢量與電位移矢量的方向是不同的。

對于任意一種晶體，我們總可以找到一個直角坐標系（x，y，z）,在此坐標系中有

(i=x，y，z)。這樣的坐標系（x，y，z）叫做主軸坐標系。光波在晶體中的傳播性質可以用一個折射率橢球來描述，當主軸平行于晶軸時，折射率橢球的表達式寫為：(1)其中（i=x，y，z）,是晶體的主折射率。對于單軸晶體（如本實驗所用的LN晶體）有nx=ny=no，nz=ne，于是單軸晶體折射率橢球方程為：（2）由此看出，單軸晶體的折射率橢球是一個旋轉對稱的橢球。在新的感應主坐標系（x′，y′，z′）中一般情況下有<<，于是上述結果表明，在LN晶體的z軸方向上加電場時，原來的單軸晶體（nx=ny=n0，nz=ne）變成了雙軸晶體（nx′≠ny′≠nz′），折射率橢球在x′y′平面上的截線由原來的圓變成了橢圓，橢園的短軸x′（或y′）與x軸（或y軸）平行,感應主軸的長短與Ez的大小有關，這就顯示了晶體的線性電光效應。

，

3、光相位調制電光相位調制器如圖：當入射光沿晶體光軸z方向傳播時，電矢量在x′方向振動的光波與y′方向振動的光波傳播速度不同（這是因為nx′≠ny′），因此通過長度為的電光晶體后要產(chǎn)生位相差：（5）其中是晶體的通光長度，d是晶體在z方向的厚度，V=Ezd是外加電壓，此式表明，由引起的位相差與加在晶體上的電壓V成正比，這種以電場方向和光傳播方向相互垂直方式工作的電光調制器稱為橫向調制器。在電光效應中，將兩個光波產(chǎn)生位相差為π時晶體上所加的電壓稱為“半波電壓”，記為Vπ，于是所以有（6）聯(lián)立（5）（6）（7）如果外加電壓是正弦的寫為在晶體入射表面（z=0）給出入射光場表達式為則輸出(8)其中被稱為調相指數(shù)

引用貝賽爾函數(shù)恒等式可將（8）式重寫為（9）取一階近似得到

（10）由上式可用看出，經(jīng)過電光相位調制后，出現(xiàn)了兩個邊頻。調制后的光聚焦到低溫槽中的晶體，由于非均勻展寬效應，在中心頻率處產(chǎn)生燒孔。

當光經(jīng)過長為的LN晶體后，x′和y′分量之間就產(chǎn)生位相差，即

（11）從檢偏器A（它只允許OA方向上振動的光通過）出射的光為和在OA軸上的投影之和(12) 于是對應的輸出光強為

（

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