中瑞祥 晶體電光調(diào)制綜合實(shí)驗(yàn)裝置 電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)儀的操作使用原理

主要基于電光效應(yīng)，即某些電光晶體（如鈮酸鋰晶體）在外加電場(chǎng)作用下，其折射率會(huì)發(fā)生變化，從而調(diào)制通過(guò)晶體的光波的相位、強(qiáng)度或偏振態(tài)。?

基本原理

當(dāng)電壓施加到電光晶體上時(shí)，晶體的折射率改變，導(dǎo)致光波的傳播特性發(fā)生變化。線性電光效應(yīng)（泡克耳斯效應(yīng)）是常用機(jī)制，其中折射率變化與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。實(shí)驗(yàn)儀通常采用橫向調(diào)制方式，即電場(chǎng)方向垂直于光傳播方向。例如，鈮酸鋰晶體在X方向電場(chǎng)作用下，會(huì)形成感應(yīng)主軸，使入射線偏振光分解為沿感應(yīng)軸的兩個(gè)振動(dòng)分量，產(chǎn)生相位差，進(jìn)而通過(guò)檢偏器輸出調(diào)制光強(qiáng)。?

關(guān)鍵組件與操作步驟

實(shí)驗(yàn)儀一般包括光源、起偏器、電光晶體、檢偏器、驅(qū)動(dòng)電路和探測(cè)器等部分。?

?初始設(shè)置?：調(diào)整起偏器和檢偏器的偏振方向平行于晶體的X軸和Y軸，確保入射光為線偏振光。

?施加電壓?：通過(guò)驅(qū)動(dòng)器向晶體施加直流偏壓（V?）和調(diào)制信號(hào)（V? sin ωt），電壓變化會(huì)改變晶體的相位差δ。

?相位差與光強(qiáng)關(guān)系?：相位差δ由公式δ = (2π/λ)·n?3γ??·(V? + V? sin ωt)·(l/d)決定，其中λ為波長(zhǎng)，l和d為晶體尺寸，γ??為電光系數(shù)。輸出光強(qiáng)I與電壓關(guān)系為I = I? sin2(πV/(2V?))，V?為半波電壓（當(dāng)δ=π時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓）。?

?工作點(diǎn)選擇?：通過(guò)調(diào)節(jié)直流偏壓V?，可選擇線性工作區(qū)（如V? = V?/2），實(shí)現(xiàn)線性調(diào)制；若V?選擇不當(dāng)，可能出現(xiàn)倍頻失真。?

?輔助元件?：1/4波片可用于替代直流偏壓，將工作點(diǎn)移至線性區(qū)，避免信號(hào)畸變。?

注意事項(xiàng)

半波電壓V?是關(guān)鍵參數(shù)，由晶體材料和幾何尺寸決定，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)。

調(diào)制信號(hào)頻率不宜過(guò)高，以免引入延遲或失真。

環(huán)境干擾（如溫度變化）可能影響晶體性能，需保持穩(wěn)定條件。?

通過(guò)上述原理，實(shí)驗(yàn)儀可直觀展示電光調(diào)制過(guò)程，適用于教學(xué)和研究光電器件特性。