量，外电场不改变出射光的偏振状态，仅改变其相位：
c
c
nx'
L
一、电光体相位调制器
c
c
nx'L
对于KDP晶体： nx'no 12no363Ez
假设外加电场为： Ez Emsi nmt
晶体入射面光场为： EinAccosct
晶体出射面光场为：
E ou tA cc oc ts c c n o 1 2 n o 36E 3 m sim n t L
1.结构
起光偏置作用，使调 制信号的工作点位于 线性调制区域。
比相位调制器多了一个检偏器和1/4波片 ➢ 如果外电场为零，偏振面不发生旋转，通不过检偏器， 则输出光强为零； ➢ 如果外加电压正好使偏振面转过900，完全从检偏器 通过，则输出光强最大，这个电压称为半波电压。
二、电光体强度调制器
2. 调制原理 在外加电场作用下，电光晶体尤如一块波片，相位延
铌酸锂是一种人工生长的晶体，简写为LN；
特 0.4~5m光谱范围内的透过率大于95%; 点 光学均匀性好
不潮解，属于三方晶系点群结构
2.1.2 铌酸锂的线性电光效应
线性电光系数矩阵：
0 22 13
0
22
13
ij
0 0
0 51
33 0
51
0
0
22 0
0
在外加电场E(E1，E2，E3）作用下，新的折射率椭球方程：
晶体的透射比曲线 透射的相对光强随外加电压变化关系曲线I/I0~V(或）
工作点在透射比曲线的非线性部分时，输出光信号失真; 工作点选在透射比曲线线性区( ＝/2附近）时，得
到不失真的基频信号.
二、电光体强度调制器
如何获得 ＝/2的偏置相位差
加入1/4波片，引入固定的偏置相位差－－光偏置法 且1/4波片位置可前可后。 由于引入了/2的偏置相位差，P和A之间的总相位差为：
n1n2 n3n
当外加电场平行于x轴时， E2=E3=0
出现一个交叉项，说明在E1的作用下，晶体的折射 率椭球绕x轴转动了一定角度（450），得到新的折射率 椭球方程：
2.1.3 GaAs和InP的线性电光效应 新的主折射率为：
可运用在横向和纵向调制
2.1.4 电光调制器
电光调制的物理基础是电光效应，即某些晶体在外 加电场作用下，其折射率发生与电场相关的变化。当光 波通过时，其传输特性就在外加电场的作用下发生可控 的变化。这种现象就是电光效应作用的结果。
新的主折射率为：
2.1.3 GaAs和InP的线性电光效应
线性电光系数矩阵：
0 0 0
0
0
0
ij
0
41
0 00 00 4 0 0 0 41 在外加电场E(E1，E2，E3）作用下，新的折射率椭球方程：
2.1.3 GaAs和InP的线性电光效应
没有外加电场时，折射率椭球为一球体.
迟随外加电场的大小而变，随之引起偏振态的变化，从而 使得检偏器出射光的振幅受到调制。
二、电光体强度调制器
KD*P类晶体纵向运用： 晶体的感应主轴x’，y’与未加电场时单轴晶体的两主振 动方向为x,y成450，且与起偏器P的透光轴成450角。
强度分布为： 则通过检偏器的光强为：
相对光强为：
二、电光体强度调制器
一、外加电场平行于z轴 即E1=E2=0
由于此时没有交叉项出现，说明加电场后折射率椭 球的主轴与原来的折射率椭球的主轴完全重合，折射率 椭球仍为旋转椭球。
一、外加电场平行于z轴
一般ij的量级为10-10cm/V,而E的量级通常为104V/cm ij E<<1
利用泰勒级数展开：
一、外加电场平行于z轴
生了变化；
折射率椭球主轴将绕x轴转动了一个角度，并且由单
轴晶适体用变于成纵了向双轴及晶横体向。的应用。
新的主折射率为：
三、外加电场平行于x轴
当与外加外电加场电平场行平于行x轴于时y，轴E对2=晶E体3=的0 作用基本相同， 差别仅在于主轴旋转的程度不一样。
出现两个交叉项，说明在E1的作用下，晶体的折射 率椭球主轴绕两个主轴发生了转动。
一、电光体相位调制器
E ou tA cc oc ts c c n o 1 2 n o 36E 3 m sim n t L
E o u A c t cc o t m s sm it n
相位调制系数
m
cno 3 6E 3mLno 3 2c
6E 3mL
二、电光体强度调制器
必须施加强大的电场，以改变整个晶体的光学特性， 从而使之通过的光波受到调制。
光波导调制器 介质光波导是集成光学技术的基本组成部件，它主要
可分为平面波导和矩形波导（条形波导）两大类，波导层 的厚度一般为微米量级。从外界输入信号对介质波导中传 播的光波加以控制，就称之为光波导调制器。
由Li此N可bO以3得晶到体新的沿主z轴折射方率向为加：电场后，只产生横 向电光效应，而不产生纵向电光效应。
对于纵向调制，两个正交的线偏振光经调制器出射所产生 的相位差为：
横向调制所产生的相位差为：
二、外加电场平行于y轴
当折外射加电率场主平轴行x于轴y不轴时转，动E；1=E3=0 折射率椭球z轴长短不变，x和y方向的主值发
第二章 各种类型的光控器件
第一节 电光控制器件 第二节 声光控制器件 第三节 磁光控制器件
第一节 电光控制器件
2.1.1 几种常用电光材料的线性电光效应 常用的线性电光效应较强的材料： LiNbO3（铌酸锂）、LiTaO3 、KDP（磷酸二氢钾） 、 KTN（铌酸锂钾） 、BaTiO3等 一、铌酸锂晶体的线性电光效应
在外加电场的作用下，可以人为的改变媒质（包括 晶体和各向同性媒质）的光学性质。利用这些电光材料 做成的电光器件可以实现对光束的振幅、相位、频率、 偏振态和传播方向的调制，使电光效应在现代光电工程 系统得到广泛的应用。
一、电光体相位调制器
设起偏器的偏振通光方向平行于晶体的感应主轴x’（或y’)
因此，入射晶体的线偏振光不再分解成沿x’，y’的两个分
/2＋
如果交流调制信号电压为正弦信号：
UUosint
输出相对光强为：
二、电光体强度调制器
可用于实现激光通信； 可用于测定高电压及用作电光开关； 用电光效应实现光束偏转的器件称为电光偏转器件。
三、电光波导调制器
1. 电光波导调制器的概念 电光体调制器 具有较大体积尺寸的分离器件； 几乎整个晶体材料都受到外加电场的作用，因此器件