光调制器的基本原理

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光调制器可以改变光波的强度,而且还可调制光波的相位和偏振态,应用于数字调整光通信中,特别在外调制的光发射机和数据链路中应用很广泛,这是为了克服光纤链路的啁啾影响.

1.电光效应光调制

目前光纤通信系统基本上采用电光晶体的电光效应制成光调制器,电光效应是指外电场加到晶体上引起晶体折射率变化的效应,从而影响光波在晶体中传播我变化,实验表明,折射率的变化与外加电场有着复杂的关系,但可近似认为他们成正比,括号中的第一项与电场呈线性关系,此现象称为普克尔效应,括号中的第二项与电场成平方关系,这个现象称为克尔效应,通常,把折射率与电场的比例变化称为线性电光效应或普克尔效应.由于系数和R均甚小,所以对于体电光晶体而言要折射率获得明显的变化,需要加上1000V,甚至10000V的电压,为此常用采用极薄的光波导结构.

2.声光效应光调制

声光效应是指声波作用于晶体时,产生光弹性作用,使折射率发生变化,从而达到光调制的目的,声光调制设施通常由电源,换能器,声光介质和吸声材料组成,电源产生的调制电压加在换能器上,获得射频超声波,换能器由压电晶体制成,从换能器产生的超声波耦合到声光介质中并形成超声场.布位格声光调制器和喇曼/奈斯声光调制器是两种比较典型的声光调制器.

3.磁光效应光调制

磁光效应又称法拉第效应,当光通过介质传播时,若在垂直光的传播方向加一强磁场,则光的偏振而产生偏转,其旋转角与介质长度,外磁场强度成正比,由于起偏器与检波器的透光轴相互平等,当调制电流为零时,透过检偏器的光强最大;当电流逐渐增大,旋转角加大,透过检偏器的光强逐渐下降,利用这一原理即可制作光调制器,也可制作光开关.


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