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* * 对于电光波导相位调制不涉及不同模之间耦合,其模式方程 其解为　 　。如入射波Ey对应于ＴＭ模，其模场表示为 式中，自耦系数 * * 3 电光波导强度调制 电光波导强度调制器的结构类似于马赫一曾德（MZ）干涉仪。MZ干涉型调制器示意图如图5所示。假定在波导的输入端激励一TE模，在外加电场的作用下，在分叉的波导中传输的导模由于受到一大小相等、符号相反的电场Ec的作用（因为两分支导结构完全对称），则分别产生?? 和??? 的相位变化。设电极长度为l，两电极间距离为d，则两导模的相位差为 。在输出的第二个分叉汇合处，两束光相干合成的光强将随Ec的不同而异，从而获得强度调制。 x(a) z(c) y(b) l V V LiNbO3衬底 波导 图5 干涉仪型电光波导强度调制器 * * 在MZ干涉仪型强度调制器中，为了提高其调制深度及降低插入损耗，必须采取以下措施： ① 分支张角不宜太大（一般为1?左右），因为张角越大，辐射损耗越大。 ② 波导必须设计成单模，防止高阶模被激励。 ③ 波导和电极在结构上应严格对称，使两个调相波的固定相位差等于零。 此外，电光波导强度调制器还有走向耦合调制器、折射率分布调制器、电光光栅调制器等类型。 激光院朱大庆 激光院朱大庆 * * 利用泡克耳斯效应实现电光调制可以分为两种情况。 一种是施加在晶体上的电场在空间上基本是均匀的．但在时间上是变化的．当一束光通过晶体之后，可以使一个随时间变化的电信号转换成光信号，由光波的强度或相位变化来体现要传递的信息，这种情况主要应用于光通信、光开关等领域。 一种是施加在晶体上的电场在空间上有一定的分布，形成电场图像，即随X和y坐标变化的强度透过率或相位分布，但在时间上不变或者缓慢变化，从而对通过的光波进行调制，在后面介绍的空间光调制器就属于这种情况。本节先讨论前一种情况的电光强度调制。 §1 电强度调制 电光调制技术 * * 1. 纵向电光调制（通光方向与电场方向一致） 电光晶体(KDP)置于两个成正交的偏振器之间，其中起偏器P1的偏振方向平行于电光晶体的x轴，检偏器P2的偏振方向平行于y轴，当沿晶体z轴方向加电场后，它们将旋转45o变为感应主轴x’,y’。因此，沿z轴入射的光束经起偏器变为平行于x轴的线偏振光，进入晶体后(z=0)被分解为沿x’和y’方向的两个分量，两个振幅(等于入射光振幅的 1/21/2）和相位都相等．分别为： 入射光 P1 Ii x y z x? y? P2 Io 调制光 ~ U L 起偏器 ?/4波片 检偏器 图4 纵向电光强度调制 * * 或采用复数表示， 即 E x’(0)=Aexp(iωc t) E y’(0)=Aexp(iωc t) 由于光强正比于电场的平方，因此，入射光强度为 当光通过长度为L的晶体后，由于电光效应，E x’和E y’二分量间就产生了一个相位差 ，则 E x’（L）= A E y’（L）= Aexp(-i ) (1) * * 那么，通过检偏器后的总电场强度是E x’(L)和E y’（L）在y方向的投影之和，即 y Y’ x X’ 45o 45o 后一步考虑了(4）式和(5)式的关系（见下页）。 与之相应的输出光强为： (3) 将出射光强与入射光强相比[(22)公式/ (21)公式]得： 注意公式： (2) * * 上式中的T称为调制器的透过率。根据上述关系可以画出光强调制特性曲线,如图5所示。由图可见，在一般情况下,调制器的输出特性与外加电压