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电光调制器原理及使用简介

2019-3-11 15:23:16      点击:

  电光调制器(EOM)能够对传播中的辐射进行相位或强度控制,并且可应用于许多工程和科学应用中,包括Q开关、激光锁模、光脉冲生成、边带生成等。它们利用的是普克尔斯效应,即,晶体的折射率随施加的电场呈正比变化的线性电光现象。因此,通过使用调制信号V(t),就可改变激光束(或其它传播的光辐射)的相位或振幅。

  自由空间电光调制器是高电压器件,正常运行时一般需要几百伏的电压。HVA200设计用于配合ThorlabsEOM使用。它有±200 V的电压输出,100 mA的连续电流输出,1 MHz的带宽和低噪声。此外,可调节的偏压可实现精确直流偏移控制。然而,适当调制所需的半波电压(Vpi)与波长呈比例(参见图1)。由于这种关系,任意高压放大器(例如HVA200)的有效波长范围在较大波长时会瞬时受限。

1: 半波电压(Vpi)与波长的关系

  在实验观测中,将演示如何通过在调制输入端前使用一个四分之一波片来扩大HVA200的有效波长范围,以用于振幅调制。我们给出了最大化工作电压范围以驱动Thorlabs的自由空间电光(EO)振幅调制器的实验室测量结果。上方图片显示了这项实验的实验装置,图下方的表格中列出了主要组件编号。在该系统中,在横截面中垂直于光束传播方向施加调制信号。在这个实验观测文本中,调制信号的方向沿着Z轴(参见图2和图3),我们称该晶体取向为Z切割晶体轴。该取向避免了电极阻挡晶体的通光口径。此外,在这种几何结构中,光束产生的总延迟与施加的电场和晶体长度的乘积成正比(因此,更长的晶体会产生更大的延迟)。

          

        2: 电光相位调制器                     图3:电光振幅调制器