電光幅度和相位調(diào)制器允許您以電氣方式控制光束的幅度、相位和偏振狀態(tài)毛萌。 例如苟弛，在通信系統(tǒng)中，這些調(diào)制器將信息加到光頻率載波上嗡午。 與激光器本身的直接調(diào)制不同，外部調(diào)制器不會(huì)對(duì)激光器線寬和穩(wěn)定性造成任何影響冀痕。 在測(cè)量系統(tǒng)中荔睹，幅度調(diào)制器可用作執(zhí)行器以保持激光束中的強(qiáng)度恒定，或用作光學(xué)斬波器以從 CW 激光束產(chǎn)生脈沖流言蛇。 相位調(diào)制器用于穩(wěn)定激光束的頻率僻他，或鎖模激光。
電光調(diào)制器的實(shí)際用途和應(yīng)用（一）
基本上有兩種類型的調(diào)制器：體調(diào)制器和集成光學(xué)調(diào)制器腊尚。體調(diào)制器由離散的非線性光學(xué)晶體制成，通常用于實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)或光學(xué)平臺(tái)婿斥。它們具有極低的插入損耗和高功率處理能力劝篷。此處不討論的集成光調(diào)制器使用波導(dǎo)技術(shù)來(lái)降低所需的驅(qū)動(dòng)電壓，是特定于波長(zhǎng)的民宿。與體調(diào)制器不同娇妓，這些調(diào)制器是光纖尾纖且結(jié)構(gòu)緊湊。在簡(jiǎn)要討論了電光效應(yīng)之后活鹰，本應(yīng)用筆記將描述體調(diào)制器的使用和應(yīng)用哈恰。
電光效應(yīng)
線性電光效應(yīng)是折射率的變化，它與外加電場(chǎng)的大小成正比志群。1 外加電場(chǎng)對(duì)折射率的影響，可以通過(guò)任意偏振的光束觀察到晶體中的方向锌云，由三階張量描述荠医。忽略物理量的矢量性質(zhì)，外部電場(chǎng)對(duì)晶體折射率的影響具有以下形式
其中 
是折射率的變化宾抓，no 是未受擾動(dòng)的折射率子漩，r 是電光張量中的適當(dāng)元素，E 是施加的電場(chǎng)石洗。 即使在少數(shù)具有大電光系數(shù)的晶體中幢泼，這種影響也很小。 例如讲衫，對(duì)鈮酸鋰晶體施加 106 V/m 的電場(chǎng)將產(chǎn)生大約 0.01% 的分?jǐn)?shù)指數(shù)變化孵班。 很少看到分?jǐn)?shù)指數(shù)變化大于 1%。
體調(diào)制器
使用鈮酸鋰招驴、LiNbO3 和 KTP 制造電光幅度和相位調(diào)制器篙程，這兩種晶體具有高電光系數(shù)和良好的光學(xué)和電學(xué)性能。這些晶體生長(zhǎng)在大的别厘、低散射損失的晶錠中虱饿，并具有寬的透明度窗口。它們也是非吸濕性的触趴，因此它們可以在光學(xué)平臺(tái)上無(wú)限期放置氮发，而無(wú)需密封外殼。
相位調(diào)制器是z簡(jiǎn)單的電光調(diào)制器冗懦。在這里，電場(chǎng)沿晶體的一個(gè)主軸施加披蕉。沿任何其他主軸偏振的光會(huì)經(jīng)歷折射率變化颈畸，因此光程長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，這與施加的電場(chǎng)成正比没讲。因此眯娱，從晶體中射出的光場(chǎng)的相位取決于所施加的電場(chǎng)。常見(jiàn)的體相位調(diào)制器是橫向調(diào)制器爬凑，如圖 1 所示困乒，它由平行電極之間的電光晶體組成。這些調(diào)制器在電極之間產(chǎn)生大電場(chǎng)贰谣，同時(shí)提供長(zhǎng)的相互作用長(zhǎng)度
迁霎，在其中積累相移吱抚。通過(guò)在電極之間施加電壓 V 獲得的光學(xué)相移 
由下式給出
其中
是自由空間波長(zhǎng)，d 是電極間距考廉。 電光調(diào)制器常用的品質(zhì)因數(shù)是半波電壓 
秘豹。 它被定義為產(chǎn)生 180° 電光相移所需的電壓昌粤。 代入前面的等式得到
需要注意的是既绕，相位調(diào)制光束的特性與任何其他相位調(diào)制載波的特性沒(méi)有任何區(qū)別。重要的是涮坐，相位調(diào)制不能與頻率調(diào)制分開(kāi)凄贩。周期信號(hào)的瞬時(shí)頻率定義為信號(hào)總相位的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。因此疲扎，對(duì)于相位調(diào)制信號(hào)
其中 f(t) 是瞬時(shí)頻率，
是信號(hào)的全局相位，
是光頻率椒丧。給定相位調(diào)制 
=msinΩt 其中 m 是相位調(diào)制指數(shù)壹甥，正弦相位調(diào)制導(dǎo)致正弦頻率調(diào)制在固定頻率 ，但具有 90° 相位滯后和 2mΩ 的峰峰值偏移壶熏。相位調(diào)制場(chǎng)幅度可以表示為一組傅里葉分量句柠，其中功率僅存在于離散光頻率
處。
其中k是整數(shù)棒假，m是相位調(diào)制指數(shù)（調(diào)制深度）溯职，Jk(m)是k階的普通貝塞爾函數(shù)。在調(diào)制指數(shù)較小的情況下缸榄，m<<1，則只有 k=0 和 k=1 項(xiàng)顯著祝拯，展開(kāi)式簡(jiǎn)化為
在這里甚带，大部分光功率位于頻率為 ω 的傅立葉分量（稱為“載波”）中，少量光功率位于頻率為 ω±Ω 的兩個(gè)一階邊帶中佳头。這種頻率調(diào)制特性使相位調(diào)制器可用于激光鎖模鹰贵。
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