姓名：
学号：
班级：
目录
一、 摘要 2
二、 实验原理 2
1.LN晶体的线性电光效应 2
三、 数据处理 5
1.研究LN单轴晶体的干涉 5
2.电光调制器T-V工作曲线的测量 5
3.动态法观察调制器性能 7
4.测量值与理论值比较 8
5.讨论实验中观察到的输出波形和畸变产生的原因 8
四、 总结 9大功率控制器
一、 摘要
本实验的目的是：
掌握晶体电光调制的原理和试验方法；
艾灸仪了解电光效应引起的晶体光学性质的变化，观察汇聚偏振光的干涉现象；
学习测量晶体半波电压和电光常数的实验方法。
通过本实验我们不仅可以获得关于电光效应的基本知识，还对偏振光的干涉、信号的调制和传递有了具体的了解，对于示波器的使用及有关光路的调节有了更深一步的掌握。本实验通过列表法及图像法来处理实验数据，并对误差进行了分析，在实验进行过程中进一步巩固所学的知识并吸取了更多的经验。
二、 实验原理
1.LN晶体的线性电光效应
以上讨论的是没有外界影响时的折射率椭球，也就是晶体的自然双折射。当晶体处在一
个外加电场中时。晶体的折射率会发生变化，改变量的表达式为：
（3）
其中n是受外场作用时晶体的折射率，n0是自然状态下晶体的折射率，E是外加电场强度，和p是与物质有关的常数。（3）式右边第一项表示的是线性电光效应，又称为普克尔效应，因此叫做线性电光系数；第二项表示的是二次电光效应，又称为克尔效应，因此p也叫做二次电光系数。本实验只涉及到线性电光效应。
LN晶体通常采用横向加压，z向通光的运用方式，即在主轴y方向加电场Ey而Ex = Ez = 0 ，有外电场时折射率椭球的主轴一般不再与原坐标轴重合。将坐标系经过适当的旋转后得到一个新的坐标系（x′，y′，z′），使折射率椭球变为：
（4）
这里、、是有电场时的三个主折射率。叫感应主折射率，坐标系（x′，y′，z′）叫感应主轴坐标系。
在（）坐标系中，折射率椭球的方程为:
（5）
将（5）式同（4）式比较，就可得出：
，
一般情况下有<<，于是
染酸
（6）
上述结果表明，在LN晶体的y轴方向上加电场时，原来的单轴晶体（nx= ny = n0，nz = ne）变成了双轴晶体（nx′≠ny′≠nz′），折射率椭球在x′y′平面上的截线由原来的圆变成了椭圆，椭园的短轴x′梁延淼（或y′）与x轴（或y轴）平行,感应主轴的长短与Ey的大小有关，这就显示了晶体的线性电光效应。
2．电光调制原理
LN晶体横向电光调制器的结构如图2所示。
当光经过起偏器P后变成振动方向为OP的线偏振光，进入晶体 (z = 0) 后被分解为沿x′和y′轴的两个分量，因为OP与x’轴、y’轴的夹角都是45º，所以位相和振幅都相等。即，于是入射光的强度为：
当光经过长为的LN晶体后，x′和y′分量之间就产生位相差，即：
（13）
从检偏器A（它只允许OA方向上振动的光通过）出射的光为和在OA轴上的投影之和
（14）
（15）
将输出光强与输入光强比较，再考虑（11）式和（12）式，最后得到：
环境风洞（16）
为透射率，它与外加电压V之间的关系曲线就是光强调制特性曲线，见图3。本实验就是通过测量透过光强随加在晶体上电压的变化得到半波电压Vπ。
由图3可知，透过率与V的关系是非线性的，若不选择合适的工作点会使调制光强发生畸变，但在V = Vπ/2附近有一直线部分（即光强与电压成线性关系），这就是线性调制部分。为此，我们在调制光路中插入一个λ/4波片，其光轴与OP成45º角，它可以使x′和y′两个分量间的位相有一个固定的π/2位相延迟，这时若外加电场是一个幅度变化不太大的周期变化电压，则输出光波的光强变化与调制信号成线性关系，即
（17）
其中V是外加电压，可以写成，但是如果Vm太大，就会发生畸变，输出光强中将包含奇次高次谐波成份。当时
三、 数据处理
1.研究LN单轴晶体的干涉：
电磁大锅灶（1）单轴锥光干涉图样：
调节好实验设备，当LN晶体不加横向电压时，可以观察到如图1现象，这是典型的汇聚偏振光穿过单轴晶体后形成的干涉图样。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议