一、实验目的
2、观察电光调制器的工作性质。
二、实验原理
电场施加在晶体上，会使晶体的折射率发生变化，这种现象称之为电光效应。下图为晶体电光调制原理示意图。
图中起偏器P偏振化方向平行于晶体的x轴，且与检偏器正交，波长为λ的光束沿z轴(光轴)入射，电场方向平行于x轴，x'、y'为晶体的感应轴，与x 、y轴成π/ 4角。当光束通过长为l的晶体后，偏振光x'、y'两分量间产生位相差，
(1)
式中n0，r22和d分别为晶体的O光折射率，电光系数及厚度，V为施加的直流电压。当δ=π时，施加的电压称为半波电压Vπ，因此时偏振光x'数控剪床.y'两分量间产生的光程差为λ/2。由式(1)
(2)
则位相差可表为
(3)
偏振光x'.y'两分量复振幅可分别写为
(4)
通过检偏器的出射光，是此两分量在y轴上投影之和
(5)
相应的输出光强I可写成
(6)
光强透过率
。
由上式知透过率与电压的关系是非线性的。为了进行线性调制，在调制光路中加入一个波片，使其光轴与OP成45°，则
(7)
式中为V0直流偏压，Vm sinωt为交流调制信号。从上式可知，改变V0或Vm ，输出特性将随之变化。当V0= Vπ/2，且Vm<<Vπ时，式(7)可近似为 (8)
即T∝Vm sinωt，此时调制器输出波形频率和调制频率相同，即线性调制。 三、实验仪器
LN晶体横向电光调制器，电光效应仪，示波器。
四、实验步骤
1、光路的调节
1．首先将起偏器P与检偏器A调节成相互垂直（即偏振方向相互正交），此时透过A的光强应为最小（如果P和A都是理想的话，则应无光通过）。
2．将装有LN晶体的支架放在P与A之间，调节LN支架，使LN晶体的光轴（z轴）与激光束平行。方法为：在A之后放一白纸，可看到，由于锥光干涉产生的十字阴影，使激光束处在黑十字阴影的正中时，就可以认为大体调好了。
3．调节LN晶体的感应主轴x′和y′与P和A的偏振方向成45º夹角。调节方法可参考如下步骤：
首先在晶体上加上直流电压（约50V），然后使P颗粒冷却塔和A向同一方向转过同样的角度，直到通过A的光强为最小时为止，记下此时P和A度盘上的角度值。这时外加电压的变化不能改变透过A的光强。这样P和A的方向与x′和y′轴平行。然后当需要测量半波电压时，就使P和A向同一方向转过45º，这样就调节完了。
4．将λ/4波片加入光路，在P和A的方向与Xˊ和Yˊ轴平行的状态下，当晶体上不加电压时，旋转λ/4波片，使透过A的光强最小，此时波片的光轴与P平行或者成90º。记下此时波片刻度盘上的角度值。
5．当需要将调制器的工作点放在如图3中的电梯试验塔B点处，就将λ/4波片旋转45º。
2、测LN晶体的半波电压。
（1）在光路调好的前提下，将光电探测器接于④→光电输入端,开关指向光功率。
（2）将LN接于②→输出端。
（3）打开电源开关①，则②③④数显表亮。
（4）调节直流电压从0伏到约300V，每步间隔10V，记录每步光功率Io显示）及V（直流电压）数据。根据此组数据画出LN晶体Io—V曲线图，由图确定LN晶体的半波电压。
2.观察电光调制器的工作性质。
（1）将②→输出端直流电压调为零，再将LN接于③→输出端。
（2）将示波器连接于④→监测端，开关指向调解。
（3）将λ/4波片加入光路，调节交变电压，在示波器上观察被交变电压调制的光强波形，看一看在什么情况下会发生畸变，畸变波形的特点是什么？
（4）调节交变电压至一合适值，分别将工作点调到图3中的B点和抗氧化剂386O点处，在不同工作点上观察输出光强的波形。看看会发生什么现象？ 智能美甲
3.语音信号传递
（1）将③→输出端交流电压调为零，再将LN接于⑤→输出端。
（2）将示波器连接于④→监测端，同时将开关置“解调、喇叭”位置。
（3）调制信号⑤→信号源开关置“内”位置, 就可在示波器上看到语音信号的波形，同时听到语音信号。
将⑤→信号源开关置“外”位置，从⑤→外接信号端输入自备的音频信号（收音机或录音机信号）。就可在示波器上看到音频信号的波形，同时听到自备的音频信号。
五、数据表格
电压（V） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
光强Io | | | | | | | | | | |
电压（V） | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 | 180 | 190 |
光强Io | | | | | | | | | | |
电压（V） | 200 | 210 | 220 | 230 | 240 | 250 | 260 | 270 | 280 | 290 |
光强Io | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | |
六、数据处理方法和要求
根据数据，以V为横坐标、Io为纵坐标作图，依次读出峰值与谷值对应的电压值V1，V2，……，则相邻值的差即为半波电压。用逐差法处理，求半波电压。
七、注意事项
1、开机、关机前及更换LN晶体所加电压时，均应将②和③中的电压调节旋纽逆时针旋到底，使②和③的数显表指示为零，避免触电。
2、连接晶体的电缆线两夹头不允许短接，避免造成仪器短路。
3、220V,50Hz电源应稳定，如果有较大的波动，需配置交流稳压器及房间内不能有强空气对流，否则会引起氦氖激光器输出功率的波动，对测量半波电压不利。
八、思考题
1、从加直流电压前后屏上显现的晶体出射光强的变化，可判定晶体产生电光效应，其理由何在。
2、电光晶体调制器应满足什么条件方能使输出波形不失真。
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