一种立方晶体调制器的设计.pdf

维普资讯 第21卷 第 2期 商洛学院学报 Vo1．21No．2 2007年 6月 JournalofShangluoUniversity June2007 一 种立方晶体调制器的设计 李书婷 ，李 英 (1．西北大学光子学与光电子技术研究所，陕西西安 710069； 2．商洛学院量子光学与量子信息研究所、物理系，陕西商洛 726000) 摘 要：目的 设计一种新型光电调制器．方法 利用立方晶体的横向电光效应．结果 由于 采用立方晶体的横向电光效应，相位延迟与外加电场及晶体长度成正比，输 出与输入功率的比 值与外加电场和晶体长度的乘积相关，所以可通过改变外加 电场大小、晶体长度 、电场大小与 晶体长度乘积调节相位延迟 ；改变电场大小与晶体长度乘积改变输 出与输入功率的比值对辐 射振幅进行调制；同时对同一立方晶体在不改变电场大小的条件下，仅通过改变电场 的方向 也可得到不同的相位延迟和辐射振幅．结论 相 比于一般纵向电光调制，横 向电光调制具有电 场可选择方向多，调节方便，功率损耗小等优点．若能对双折射引起的相位延迟和温漂进行控 制，将具有重要 的实践价值和现实意义． 关键词：电光效应；43m立方晶体；电光调制 中图分类号：O413 文献标识码：A 文章编号：1674-0033(2007)02—0030—04 0 引言 线性的电光效应指的是某类晶体的折射率的改变与外加电场成正 比口-2]．通常光电效应有两种方式： 纵向电光效应和横 向电光效应3【．纵向电光效应也称纵 向运用，是指通光方向与加在晶体上的电场方 向平行；横 向电光效应也称横向运用，指通光方向与加在晶体上的电场方向垂直．纵向电光调制结构简 单，工作稳定，无 自然双折射的影响，不需进行补偿．但半波电太高，功率损耗较高[51．横向运用时半波电压 要低于纵向运用，降低了功率损耗，调节更加方便．但 由于 自然双折射会引起相位延迟，而且会随温度的 漂移同而改变．线性的电光效应是物理学上一个非常有用的发现，被广泛的应用于辐射的强度和相位的 控制，如模式锁定、光束调制、激光束偏转等．传统的电光调制器设计大多采用KPD晶体的纵向电光效 应来实现．立方晶体调制器运用了743m立方晶体的线性 电光效应设计 出一种横 向电光调制器，可对光 束的振幅和相位进行调制．和现有的纵向电光调制器相比，具有电场可选择方向多，调节方便，功率损耗 小等优点． 1 电光效应 1．1 线性电光效应 线性电光效应是指寻常光和非常光的折射率改变是 由外加电场引起的，且与外电场大小成正比ll】． 这种效应只在不具有反演对称性的晶体中存在．对于晶体中一个给定的方向一般存在两个可能的线偏 振模式，每一个模式具有特定的偏振方 向和与之相应的折射率．互相正交的偏振方向和两道光线的折 射率在 、Y、z沿介质主轴时可 以由折射率椭球方程(1)给出： + + ：1 (1) n； n； n 晶体中传播特征完全由折射率椭球方程 (1)描述．研究外电场对传播影响最方便的就是研究折射 收稿 日期 ：2007—02—15 基金项 目：国家 自然科研基金；陕西省教育厅专项科研基金项 目0【3JK212]、[04JK123】 作者简介：李书婷(1978-)，女，陕西商州人，商洛学院量子光学与量子信息研究所、物理系讲师：西北大学光子学与光 电子技术研究所硕士研究生 维普资讯 第2期 李书婷，李 英 ：一种立方晶体调制器的设计 率椭球的常数 1／()、1／(n)、1／()的改变．为了研究对它们的影响，我们写出有电场存在时的折射 率椭球方程 ： n ()。冉() ( +2()+2()+2()-