第三章第1-2节.ppt

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1、 光波导的调制光波导的调制直接调制和外调制：直接调制和外调制：直接调制和外调制：直接调制和外调制：直接调制直接调制:信号信号直直接调制光源的输出接调制光源的输出光强光强外调制外调制:信号信号通过通过外调制器对连续输外调制器对连续输出光出光进行调制进行调制两种调制方式的比较两种调制方式的比较两种调制方式的比较两种调制方式的比较直接调制和外调制：直接调制和外调制：直接调制和外调制：直接调制和外调制：光波导的调制光波导的调制光波调制光波调制相位调制相位调制强度调制强度调制偏振调制偏振调制光波调制的方式光波调制的方式光波的相位经过信号调制光波的相位经过信号调制后称为后称为调相波调相波，其瞬时电场可表示

2、为，其瞬时电场可表示为光载波角频率光载波角频率光载波振幅光载波振幅已调波的瞬时相位已调波的瞬时相位初始相位初始相位调相系数调相系数归一化调制信号归一化调制信号相位调制相位调制调制信号角频率调制信号角频率强度调制强度调制设两个调相波的场强振幅矢量分别为设两个调相波的场强振幅矢量分别为A1和和A2，1 1）若若A1和和A2正正交交，且且和和它它们们中中间间的的一一个个偏偏振振器器的的偏偏振振轴轴成成某某一一角角度度，则则这这两两个个光光波波在在调调制制器器输输出出端端会会发发生生干干涉涉。若若这这一一角角度度为为4545o o，并，并设设合成后振幅合成后振幅为为A12，则合成后的光强为则合成后的光

3、强为 2）若）若A1和和A2相互平行，则有相互平行，则有 偏振调制偏振调制在一定条件下，可以利用在一定条件下，可以利用两个调相波构成偏振调制器两个调相波构成偏振调制器。假假设设两两个个同同频频率率的的光光载载波波传传播播方方向向相相同同，偏偏振振方方向向相相互互垂垂直直，则这两个调相波可以分别表示为则这两个调相波可以分别表示为两调相波的初始相位差两调相波的初始相位差第三章第三章 晶体在外场作用下的光学性质晶体在外场作用下的光学性质3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.2 电光效应电光效应3.3 声光效应声光效应3.4 热光效应热光效应3.5 磁光效应磁光效应3.6 非线性光学效应非线性光学效应3

4、.1 晶体光学简介晶体光学简介晶体结构的主要特点 组成晶体的各基元（原子、分子、离子或其集团）在空间排列组合时，表现出一定的空间对称性和周期性一定的空间对称性和周期性。这种结构特点导致了晶体宏观性质的各项异性晶体宏观性质的各项异性，则光学性光学性质也表现出各项异性质也表现出各项异性。3.1 晶体光学简介晶体光学简介理想的晶体结构：由三个基本平移矢量 （它们次序服从右旋法则）所确定，代表重复单元的三个棱边之长与取向。晶系的划分通常是 及它们之间的夹角 所确定由 所描述的平行六面体单元叫晶胞平行六面体单元叫晶胞，这六个参数被称为晶胞常数晶胞常数3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.1 晶体光学简介晶

5、体光学简介3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.1 晶体光学简介晶体光学简介3.2 电光效应电光效应1.折射率的变化折射率的变化电电光光效效应应引引起起的的晶晶体体折折射射率率的的改改变变可可以以用用折折射射率率椭椭球球面面的的变变化化来来表表示示，这这一一变变化化可可以以视视为为椭椭球球面面方方程程中中各各系系数数产产生生微微小小的增量的增量。通常把有外电场存在时的折射率椭球方程写为。通常把有外电场存在时的折射率椭球方程写为外加电场在相应坐标方向的分量外加电场在相应坐标方向的分量晶体的线性电光张量元晶体的线性电光张量元 下标的简化

6、下标的简化3.2 电光效应电光效应3.2 电光效应电光效应3.2 电光效应电光效应外加电场对折射率椭球的影响外加电场对折射率椭球的影响外加电场对折射率椭球的影响外加电场对折射率椭球的影响以以LiNbO3晶体为例晶体为例:未加电场时，主轴坐标系中的折射率椭球为未加电场时，主轴坐标系中的折射率椭球为3.2 电光效应电光效应因此在外电场作用下，折射率椭球方程变为因此在外电场作用下，折射率椭球方程变为3.2 电光效应电光效应当电场方向为当电场方向为z轴时，折射率椭球变为轴时，折射率椭球变为 沿沿z方方向向的的电电场场并并未未引引起起折折射射率率椭椭球球主主轴轴方方向向的的变变化化，只只是是引引起主轴折

7、射率变化起主轴折射率变化，此时折射率椭球变为，此时折射率椭球变为其中其中3.2 电光效应电光效应当在当在y方向加电场时，折射率椭球方程变为方向加电场时，折射率椭球方程变为当在当在x方向加电场时，折射率椭球方程变为方向加电场时，折射率椭球方程变为3.2 电光效应电光效应2.电光调制器电光调制器相位调制器相位调制器在在x=0处入射线处入射线z方向方向的线偏振光的线偏振光则晶体中任意一点的光波电场可以表示为则晶体中任意一点的光波电场可以表示为z方向施加电压时在晶体中方向施加电压时在晶体中传输光波产生的相移传输光波产生的相移 3.2 电光效应电光效应输出端的电场强度为输出端的电场强度为恒定相移恒定相移3.2 电光效应电光效应