電光調制電路

A. 電光調制實驗中若去掉起偏器或檢偏器會怎樣

電光調制是用電光晶體，將電信號轉化問強度變化的光信號。

去掉起偏器，入射光得是和檢偏器垂直的線偏光才行，否則各種偏振態都有，四分之一波片沒用了
去掉檢偏器，廢了。要注意，電光調制就是為了調制透射強度，沒了檢偏器光強不會有任何變化，電信號毫無作用

B. 電光調制器的應用

電光調制器有很多用途。相位調制器可用於相干光纖通信系統，在密集波分復用光纖系統中用於產生多光頻的梳形發生器，也能用作激光束的電光移頻器。
電光調制器有良好的特性，可用於光纖有線電視（CATV）系統、無線通信系統中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統。
電光調制器除了用於上述的系統中用於產生高重復頻率、極窄的光脈沖或光孤子（Soliton），在先進雷達的欺騙系統中用作為光子寬頻微波移相器和移頻器，在微波相控陣雷達中用作光子時間延遲器，用於光波元件分析儀，測量微弱的微波電場等。

C. 電光效應的原理是什麼 電光效應有那些方面的應用

電光效應，是將物質置於電場中時，物質的光學性質發生變化的現象。某些各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性，物質的折射率因外加電場而發生變化的現象為電光效應.電光效應包括泡克耳斯(Pockels)效應和克爾(Kerr)效應。電光效應是指某些各向同性的透明物質在電場作用下顯示出光學各向異性的效應。

應用
利用電光效應可以製作電光調制器,電光開關,電光光偏轉器等,可用於光閘,激光器的Q開關和光波調制,並在高速攝影,光速測量,光通信和激光測距等激光技術中獲得了重要應用。當加在晶體上的電場方向與通光方向平行,稱為縱向電光調制(也稱為縱向運用)；當通光方向與所加電場方向相垂直,稱為橫向電光調制(也稱為橫向運用).利用電光效應可以實現對光波的振幅調制和位相調制。

D. 馬赫曾德電光調制器偏壓控制電路的作用，國內有誰做的好

這個電光調制器偏置電壓控制的電路我讀博做過，不好做，達到四個點高精度穩定不容易，做了好幾版，後來乾脆就不做了，直接買的國外的，價格是貴。現在國內有做出來的，我們項目一直用，性能不錯，價格還便宜。對於這種專用模塊，建議樓主還是直接買成熟產品好，節省成本和時間。他們的產品:http://kecheng..com/view/ea2a159881c758f5f71f6774.html

E. 光電調制的原理

當給晶體或液體加上電場後，該晶體或液體的折射率發生變化，這種現象稱為電光效應。電光效應在工程技術和科學研究中有許多重要應用，它有很短的響應時間，可以在高速攝影中用做快門或在光速測量中用做光束斬波器等。在激光出現以後，電光效應的研究和應用得到迅速發展，電光器件被廣泛應用在激光通信、激光測距、激光顯示和光學數據處理等方面。本文提出的電光調制系統就是基於晶體的電光效應驗證電光調制原理。

1 電光調制原理

電光調制是利用某些晶體材料在外加電場作用下折射率發生變化的電光效應而進行工作的。根據加在晶體上電場的方向與光束在晶體中傳播的方向不同，可分為縱向調制和橫向調制。電場方向與光的傳播方向平行，稱為縱向電光調制；電場方向與光的傳播方向垂直，稱為橫向電光調制。橫向電光調制的優點是半波電壓低、驅動功率小，應用較為廣泛。本電光調制系統是以鈮酸鋰晶體的橫向調制為例。圖1是一種橫向電光調制的示意圖。

沿z方向加電場，通光方向沿感應主軸y′方向，經起偏器後光的振動方向與z軸的夾角為45°。光進入晶體後，將分解為沿x′和z方向振動的兩個分量，兩者之間的折射率之差為。假定通光方向上晶體長度為l，厚度為d(即兩極間的距離)，則外加電壓為V=Ezd時，從晶體出射的兩束光的相位差為：

由式(1)可以看出，只要晶體和通光波長λ確定之後，相位差△φ的大小取決於外加電壓V，改變外加電壓V就能使相位差△φ隨電壓V成比例變化。通常使用的電光晶體的主要特性之一是採用半波電壓米表徵(當兩光波間的相位差△φ為π弧度時所需要的外加電壓稱為半波電壓)。

2 電光調制系統總體設計

基於電光調制原理設計出此電光調制系統，用以研究電場和光場相互作用的物理過程，也適用於光通信與物理的實驗研究。電光調制系統結構見圖2。

2.1 工作原理

激光器電源供給激光器正常工作的電壓，確保激光器穩定工作。由激光器產生的激光經起偏器後成線偏振光。線偏振光通過電光晶體的同時，給電光晶體外加一個電壓，此電壓就是需要調制的信號。當給電光晶體加上電壓後，晶體的折射率及其光學性能發生變化，改變了光波的偏振狀態，線偏振光變成了橢圓偏振光。為了選擇合適的調制工作點，在電光晶體之後插入一個λ／4波片，使通過電光晶體的兩束光線的相位延遲π／2，使調制器工作在線性部分，通過檢偏器檢測輸出光的偏振方向，最後用光電探測器檢測調制後的光信號，並將其轉換為電信號用示波器觀察。

2.2 激光器和激光器電源

此系統中，激光器使用氦氖激光器。氦氖激光管是一種特殊的氣體放電光源，與其他光源相比，它具有極好的單色性、高度的相乾性和很強的方向性(發散角很小)，激光器電源首先將220 V輸入電壓通過變壓器升到1 000 V，再將該電壓通過倍壓電路提升到約5 000 V，然後通過限流電阻直接給激光管供電。當電源開關剛打開時，激光管中氣體還沒有電離，內阻相當於無窮大，此時電源輸出約5 000 V高壓，這就是激光管的點火電壓，使得激光管中的氣體電離，激光管開始工作，這時激光管的電阻將會大大下降。也就是說，負載電流上升，激光器的電源輸出電壓也會下降。

2.3 鋰酸鈮電光晶體

鈮酸鋰晶體具有優良的壓電、電光、聲光、非線性等性能。本系統中採用LN電光晶體。LN晶體是三方晶體，n1=n2=no，n3=ne。

沒有加電場之前，LN的折射率橢球為：

本系統中採用y軸通光、z軸加電場，也就是說，E1=E2=0，E3=E。那麼，加上電場後折射率橢球為：

式(4)表明，LN晶體沿z軸方向加電場後，可以產生橫向電光效應，但是不能產生縱向電光效應。

經過晶體後，o光和e光產生的相位差為：

2.4 信號源

信號源系統結構如圖3所示。信號源是為了給電光晶體提供調制電壓以及使系統能夠接入音頻信號。電源部分可以同時輸出幾路直流穩壓電源給信號源的各個模塊同時供電；信號發生模塊產生頻率和幅度都連續可調的正弦波與方波；功率放大模塊將輸入的正弦波與方波以及音頻信號放大到幾十伏，然後加到電光晶體上調制通過電光晶體的激光；解調模塊對從探測器輸入的微弱信號進行解調放大，對輸入的微弱音頻信號驅動放大後通過音箱把聲音放出來；偏置高壓模塊產生幅度連續可調的直流高壓，以代替λ／4波片作為調制晶體的半波電壓。

3 電光調制在光通信中的應用

本系統是用光波傳遞聲音信息，由激光器產生的激光經起偏器後成為線偏振光，再經過λ／4波片變成圓偏振光，使得2個偏振分量(o光和e光)在進入電光晶體之前產生π／2的相位差，使調制器工作在近似線性區域。在激光通過電光晶體的同時，給電光晶體加一個外加電壓，此電壓是需要傳輸的聲音信號。當給電光晶體加上電壓後，晶體的折射率及其他光學性能發生變化，改變了光波的偏振狀態，因此，圓偏振光變成橢圓偏振光，再經檢偏器又成為線偏振光，光強被調制。此時的光波載有聲音信息並在自由空間傳播，在接收地用光電探測器接收被調制的光信號，然後進行電路轉換，將光信號轉換成電信號，用解調器將聲音信號還原，最終完成聲音信號的光傳輸。外加電壓為被傳輸的聲音信號，此信號可以是收錄機的輸出或磁帶機輸出，實際上就是一個隨時間變化的電壓信號。

4 結束語

通過以上電光調制系統驗證電光調制技術進行激光通信是可行的，而且此種通信方法傳輸速度快，抗干擾能力強，保密性好，結構簡單，成本低廉，易於實現。

F. 電光調制器的原理

電光調制器的基礎是電光效應。根據電光晶體的折射率變化量和外加電場強度的關系，電光效應可分為線性電光效應(泡克耳斯效應)和二次電光效應(克爾效應)。因為線性電光效應比二次電光效應的作用效果明顯，因此實際中多用線性電光調制器對光波進行調制。線性電光調制器可分為縱向的和橫向的。在縱向的調制器中，電場平行於光的傳播方向，而橫向調制器的電場則垂直於光傳播的方向。

G. 光調制器的光調制器的分類

一般光纖通訊系統中的外調制器包括四類：①聲光(AO)調制器；②磁光調制器，即Farady調制器；③電光(EO)調制器④電吸收(EA)調制器。現代光纖系統中主要使用兩類調制器，一種是依賴於一定平面波導載光方式改變的電光調制器，另一種是內部結構類似於激光器的半導體二極體電吸收調制器，後者能在透過光和吸收光兩個狀態下切換。
按照調制機理可分為：①電光調制器是利用電光晶體（如鈮酸鋰）的折射率隨外加電場而變即電光效應實現光調制；②磁光調制器是利用光通過磁光晶體（如釔鐵石榴石）時，在磁場作用下其偏振面可發生旋轉實現光調制；③聲光調制器是利用材料（如鈮酸鋰）在聲波作用下產生應變而引起折射率變化即光彈效應實現光調制；④波導型光調制器是用集成光學技術在基片上製成薄膜光波導實現電光、磁光或聲光調制。

H. 電光調制基本原理

高性能的光纖通信系統要求對直流激光源發出的激光施行外調制。激光的外調制具有的優點是高速率、大消光比、大光功率和消除半導體激光器內調制產生的光頻率跳變的「啁啾」現象。

電光調制是基於線性電光效應（普克爾效應）即光波導的折射率正比於外加電場變化的效應。電光效應導致的相位調制器中光波導折射率的線性變化，使通過該波導的光波有了相位移動,從而實現相位調制。單純的相位調制不能調制光的強度。由包含兩個相位調制器和兩個Y分支波導構成的馬赫－澤德（Mach-Zehnder）干涉儀型調制器能調制光的強度。

體塊型的光調制器比集成光學調制器需要更高的調制電壓，因此在光纖系統中都選用帶有光纖的集成光學調制器。理論上，用任何具有高速電光效應響應、能透過所使用激光的材料都能製作高速電光調制器。現在適合用於光纖通信系統的調制器材料有鈮酸鋰（LiNbO3）、砷化鎵（GaAs）和聚合物（Polymer）。砷化鎵和聚合物調制器中的光波導為帶脊波導，它們與單模光纖光連接的損耗比鈮酸鋰波導與單模光纖要大得多。聚合物調制器的長期穩定性尚不理想。因此當前實用光纖通信系統中都選用鈮酸鋰調制器。

鈮酸鋰條形光波導是用鈦擴散或退火質子交換方法提高了X-切或Z-切Y-傳鈮酸鋰晶片表面窄條內的折射率而製成的。在光纖通信用的1.3mm和1.55mm工作波長上，這種光波導能承受大於100毫瓦光功率的通過，而不會造成不可治癒的光損傷。

作為傳輸線的行波電極製作調制器比電極長度遠小於微波波長的集總電極製作的調制器有寬得多得多的調制帶寬。集總電極鈮酸鋰調制器的調制帶寬與電極長度乘積約小於2.2GHz·cm,而實驗驗證行波電極鈮酸鋰調制器有大於200GHz·cm的調制帶寬與電極長度乘積。OC-192/STM-64制式光纖通信系統優質光發射機中所用的10Gb/s鈮酸鋰強度調制器的3dB電帶寬為8GHz或3dB光帶寬為15GHz。而OC-768/STM-256制式密集波分復用（DWDM）光纖系統光發射機中的40Gb/s調制器的3dB電帶寬應達到30GHz。

在電通信系統中,原始高速率數字信號電平的峰－峰值只有0.8V。因為數據率大於2.5Gb/s的鈮酸鋰調制器的半波電壓（Vp）較高，故都需要用驅動器來推動調制器。驅動器不僅要有很寬的工作頻帶，並且要能提供足夠大的微波輸出功率。例如：對於10Gb/s、Vp＝5.5V的調制器，需要驅動器具有75KHz 到8GHz的工作頻帶及20dBm（100mW）的1dB輸出功率。製作高速率的驅動器是非常困難的，因此製作具有低Vp的調制器是很受歡迎的。

當然，也要求調制器有良好的其他性能，如低的光插入損耗、大的消光比、小的光反射損耗、弱的電反射損耗和合適的啁啾（chirp）參量。

高速電光調制器有很多用途。高速相位調制器可用於相干光纖通信系統，在密集波分復用光纖系統中用於產生多光頻的梳形發生器，也能用作激光束的電光移頻器。

M－Z鈮酸鋰調制器有良好的特性，可用於光纖有線電視（CATV）系統、無線通信系統中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統。

高速M－Z鈮酸鋰調制器除了用於上述的高數據率的數字光纖系統外，還可在光時分復用（OTDM）系統中用於產生高重復頻率、極窄的光脈沖或光孤子（Soliton），在先進雷達的欺騙系統中用作為光子寬頻微波移相器和移頻器，在微波相控陣雷達中用作光子時間延遲器，用於高速光波元件分析儀，測量微弱的微波電場等。

I. 光調制器有什麼作用光調制器主要用於什麼系統

電光調制器(EOM)是利用某些電光晶體，如鈮酸鋰(LiNbO3)、砷化鎵(GaAs)和鉭酸鋰(LiTaO3)的電光效應而製成的。電光調制是基於線性電光效應(普爾克效應)即光波導的折射率正比於外加電場變化的效應。電光效應導致的相位調制器中光波導折射率的線性變化，使通過該波導的光波有了相位移動，從而實現相位調制。單純的相位調制不能調制光的強度。但由包含兩個相位調制器和兩個Y分支波導構成的馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀型調制器可以調制光的強度。
M-Z干涉儀式調制器結構如圖1所示。輸入光波經過一段光路後在一個Y分支處被分成相等的兩束，分別通過兩光波導傳輸，光波導是由電光材料製成的，其折射率隨外加電壓的大小而變化，從而使兩束光信號分別到達第2個Y分指出產生相位差。若兩束光的光程差是波長的整數倍，兩束光相干抵消，調制器輸出很小。因此通過控制電壓就能對光信號進行調制。
對於各種類型的高速調制器，主要應考慮高頻信號的頻率限制問題，為此可將高頻調制信號以行波形式輸入，以確保電光調制器中光波和調制電場具有相同的速度。目前高速長距離系統中，所用調制器大多數是以M-Z干涉儀為基礎的行波電極電光調制器。這種調制器具有如下優點：
(1) 採用行波電極，可獲得很高的工作速度；
(2) 以鈮酸鋰(LiNbO3)材料為襯底製作的M-Z調制器與DFB激光器(分布式反饋激光器)組合，使調制信號的頻率啁啾非常小；
(3) 性能的波長依賴性很小。
對未來的光網路來說，集成化是必然的發展趨勢，對器件的尺寸的要求越來越苛刻。有機聚合物是當今公認的最具挑戰意義的一種新型非線性光學材料，並且由於其自身的優點，正成為人們關注的焦點。使用聚合物電光材料製成的有機物電光調制器將在未來的光通信、光信息處理領域發揮越來越重要的作用。

J. 實際應用中電光調制器的半波電壓的大小如何選擇

根據光耦的輸入輸出參數預先設計的，畢竟在電光調制器的實際應用開發中還要結合測試結果，對半波電壓選擇進行修正。