晶体电光调制实验文档doc

1 研究性实验 晶体电光调制实验 主讲人：赖家林 李明明 五邑大学 信控系 指导老师：龙拥兵 2 晶体电光调制实验 一、实验目的 1 . 掌握晶体电光调制的原理和实验方法 2 . 观察晶体电光效应引起的晶体会聚偏振光的干涉现象 3 . 学会利用实验装置测量晶体的半波电压 二、实验仪器 铌酸锂晶体，电光调制电源，半导体激光器，偏振器，四分之一波片，接收放大器，双踪示波器（后来添上）。 注：激光光源：半导体激光器， 激光波长：650～680nm， 激光功率：0～2.5mW连续可调， 偏置电压：±0～400V连续可调， 调制方式: 横向调制； 调制晶体：铌酸锂晶体 50mm×6mm×1.7mm； 调制波形：1KHz正弦波或其他波形 三、实验原理 （一） 电光效应 1.电光效应：晶体（固体或液体）在外加电场中，随着电场强度 E 的改变 晶体的折射率发生改变的现象。 横向电光效应：加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向垂直时产生的电光效应。 电场引起的折射率的变化： 0200nnaEbE （其中a和b为常数， 0n 为0E =0时的折射率）。 光在各向异性晶体中传播时，由于光传播方向不同或者电矢量的振动方向不同，光的折射率也不同。通常用折射率椭球来描述折射率与光的传播方向、振动方向的关系，即方程为 1232222212nznynx（其中1n 、2n、3n为椭球三个主轴方向上的折射率，即主折射率）。 当晶体加上电场后，折射率椭球的形状、大小、方位都发生变化，椭球的方程变为 2222222221 12 23 32 31 31 22221xyzyzxzxynnnnnn 2.双折射现象：一束自然光穿过各向异性晶体（例如：铌酸锂晶体）时分成两束线偏光的现象。如图1所示。 入射面内传播不相同，并且不一定在率速度不相同，各向折射，沿各方向的光的传播光）：不服从折射定律光（非常播相同，且在入射面内传各向折射率播速度相同，律，沿各方向的光的传一条折射光服从折射定光（寻常光）：其中的eneno0 3 相位差：dnne)(20  （其中光在波片的折射率。）光、代表、为光在真空中的波长，eonne0 (二)改变直流偏压选择工作点对输出特性的影响 其中，时其中的一半最大时的电压输入值，为信号输出即透过光强2vv。 （1）当02VV，mVV时, 将工作点选定在线性工作区的中心处,此时,可获得较高频率的线性调制, 把02mVV 代入（16）式，得 ...