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關于電光調制器的設計與選擇,下面有詳細說明

發布時間:2021-03-23 點擊量:288
  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。它可分為縱向的和橫向的。在縱向的調制器中,電場平行于光的傳播方向,而橫向調制器的電場則垂直于光傳播的方向。
 
  本產品是利用某些晶體材料在外加電場的作用下所產生的電光效應而制成的器件。常用的有兩種方式:一種是加在晶體上的電場方向與通光方向平行,稱縱向電光效應;另一種是通光方向與所加電場方向相垂直,稱橫向電光效應。

  典型應用包括: 
  1、調制激光光束的功率,例如,用于激光打印,高速數字數據記錄,或者高速光通信;
  2、用在激光頻率穩定機制中,例如,利用Pound-Drever-Hall方法;
  3、固態激光器中的Q開關(其中EOM是在脈沖輻射之前用來關閉激光諧振腔);
  4、主動鎖模(EOM調制諧振腔損耗或者往返光的相位等);
  5、在脈沖拾取器、正反饋放大器和傾腔激光器中開關脈沖。
 
  電光調制器的設計與選擇:
  1、調制晶體對電光調制的效果影響顯著,在選擇晶體時應注意以下幾點:光學性能好,折射率均勻,吸收色散損耗小,透明度高,電光系數大,物理性能優越等等。目前較常用的晶體材料包括鈮酸鋰和KDP類晶體,由于KDP類晶體的物理性能不佳,容易發生潮解,因此其調制性能往往受到環境限制,而鈮酸鋰晶體則具有優越的透光性和物理性能,是電光調制晶體設計的理想材料。
  2、串聯方式的選擇對功率損耗量影響較大,通常采用n級晶體串聯的方式來降低,此外,為了使n級晶體電光效應逐步提高,應將晶體的x軸與y軸方向旋轉90°進行安置,同時,不應串聯過多快晶體,避免電容過大。
  3、儀器輸出特性與外加電壓的關系式非線性的,加入電光調制器工作于非線性部分,那么調制光將發生畸變,只有確保高次諧波幅值在允許范圍內,才能避免畸變。實際設計中,秩序帶入儀器半波電壓以及調制率的范圍,就可驗證調制電壓峰-峰值是否符合設計要求。
  4、電光調制器的選擇應考慮溫度補償、壓電諧振、光束發散角等因素。溫度補償方面,可采用兩個長度相等的晶體中間插入一塊半波長片或采用兩個長度相等的晶體的外加電場軸相互垂直的結構的方法來解決;壓電諧振方面,可采用金屬或樹脂加固晶體的方法來抑制諧振;光束發散方面應將發散角控制為調直機孔徑的三分之二,來減少發散角。
  5、電光調制驅動器是為儀器提供電壓的裝置,通常,電光調制驅動器由放大器和自動偏置控制系統兩部分組成。電光調制驅動器提供的帶寬,能夠對調制晶體的帶寬產生決定作用。電光調制驅動器的放大器的閉環決定了電光調制驅動器的Zda帶寬,此外,轉換率、電流限制以及PC濾波也可限制帶寬。
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