電光調(diào)制器的類型有哪些

電光調(diào)制器（EOM）作為光纖鏈路里必不可少的器件，其性能的優(yōu)劣嚴(yán)重影響著系統(tǒng)信號的發(fā)射和接收。

電光調(diào)制器是通過電子控制信號來控制激光光束的功率、相位和偏振。它通常包含一個或兩個普克爾斯盒，有時可能還包含一些其它的光學(xué)元件，例如偏振器。下圖給出了不同類型的普克爾斯盒。其工作原理是線性電光效應(yīng)（也稱為普克爾斯效應(yīng)），即電場引起非線性晶體中的折射率變化與場的強(qiáng)度成正比。

能夠引起相位變化為π的電壓稱為半波電壓（Vπ）。對于一個普克爾斯盒，它的值通常為幾百甚至幾千伏，因此需要一個很高電壓的放大器。

采用一個合適的電子回路可以在幾納秒內(nèi)開關(guān)如此大的電壓，因此EOMs可以用作快速的光開關(guān)。在其它情況下，只需較小的電壓進(jìn)行調(diào)制就足夠了，例如，只需要很小的振幅或者相位調(diào)制。

電光調(diào)制器的類型：

相位調(diào)制器

最簡單的電光調(diào)制器為只包含一個普克爾斯盒的相位調(diào)制器，其中電場（通過電極施加到晶體上）改變激光光束進(jìn)入晶體后的相位延遲。入射光束的偏振狀態(tài)通常需要與晶體的一個光軸平行，這樣光束的偏振態(tài)不會發(fā)生變化。

有些情況下只需要很小的相位調(diào)制（周期性的或者非周期性的）。例如，通常采用EOM來控制和穩(wěn)定光學(xué)諧振腔的諧振頻率。共振調(diào)制器通常用在需要周期性調(diào)制的情形，這時只需中等強(qiáng)度的驅(qū)動電壓就能得到很大的調(diào)制深度。有時調(diào)制深度很大，光譜中會產(chǎn)生很多旁瓣（光梳產(chǎn)生器，光梳）。

偏振調(diào)制器

根據(jù)非線性晶體的類型和指向不同，以及實(shí)際電場方向的不同，相位延遲也與偏振方向有關(guān)。因此普克爾斯盒可以看多電壓控制的波片，它還可以用來調(diào)制偏振態(tài)。對于線偏振的輸入光（通常與晶體軸有45°的夾角），輸出光束的偏振態(tài)通常為橢偏振，而不是簡單的由原來的線偏振光旋轉(zhuǎn)了一定的角度。

振幅調(diào)制器

如果與其它光學(xué)元件結(jié)合起來，尤其是與偏振器結(jié)合后，普克爾斯盒可以用作其它種類的調(diào)制。下圖中的振幅調(diào)制器是利用普克爾斯盒改變偏振態(tài)，然后采用偏振器將偏振態(tài)的改變轉(zhuǎn)化成透射光振幅和功率的變化。

光開關(guān)也是一種調(diào)制器，其中透射為開或者關(guān)的狀態(tài)，而不是逐漸變化的。這種光開關(guān)可以用作脈沖拾取器，從一列超短脈沖中選擇一定的脈沖，或者在傾腔激光器和正反饋放大器中。

熱補(bǔ)償裝置

如果需要在兩偏振方向之間引入相對相位變化，那么熱學(xué)影響就會對結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，電光調(diào)制器通常包含兩個匹配的普克爾斯盒，這樣其相對相移隨溫度的變化可以相互抵消。也有的結(jié)構(gòu)中包含四塊晶體，具有嚴(yán)格相同的長度，抵消了雙折射效應(yīng)和空間游走。還有很多種類型的多晶體設(shè)計(jì)，取決于采用的材料和實(shí)際需要。

行波調(diào)制器

在很高調(diào)制帶寬的情況下，例如，在GHz范圍內(nèi)，通常采用集成光學(xué)行波調(diào)制器。這里，電子驅(qū)動信號產(chǎn)生電磁波（微波）在與光束方向相同的電極間傳播。理想情況下，兩波的相速度是匹配的，因此即使頻率非常高且電極長度對應(yīng)幾個微波波長的情況下，也可以得到足夠的調(diào)制。
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