电光学及其应用(续二) 第三讲 电光器件

1 引言利用电光效应可以制作出多种电光器件,它们在激光,光电子以及一些信息科学技术领域中占有重要地位,其中已得到广泛应用的当数电光调制器和电光偏转器,在这一章里,我们将以电光调制器和电光偏转器为重点讲述电光器件的工作原理以及一些设计上的问题。     

激光光强稳定装置

本装置采用电光调制器及电子线路自动稳定激光光强。只要输入激光光强波动低于30%范围内,输出光强波动均小于0.5%。由于该装置频率响应宽,对激光强度的快变、慢变以及噪音均有很好抑制。     

基于孔径耦合带状线的激光脉冲整形系统

实现了一种新型的激光脉冲整形系统，该系统使用了一个由孔径耦合带状线（ACSL）电脉冲整形器驱动的电光调制器。一个电脉冲整形器由两条通过其公共接地板上的耦合孔径发生耦合作用的带状传输线所组成的四端口装置。更换具有不同耦合孔径的公共接地板，该电脉冲整形发生器可以具有150ps时间结构的任意整形电脉冲。将任意整形的电脉冲输入到电光调制器上，就可以得到任意整形的激光脉冲。利用该系统，激光脉冲整形系统能够产生具有150ps前后沿，1～3ns脉冲宽度可调、高对比度、光滑过渡以及任意整形的激光脉冲。     

一种纳秒激光脉冲稳幅技术的研究与实现

提出了一种基于普克尔效应实现的稳定纳秒级激光脉冲幅度的方法,该技术通过使脉冲光源的多数光经过光纤延迟线接到电光调制器的输入端,小部分光通过误差调整电路,使电光调制器两端的电压随前端光功率的大小而适当调节,最终实现较大动态范围的纳秒激光脉冲稳幅输出,分析了KDP晶体的线性电光效应,给出了主要电路,并讨论了关键技术。     

宽带激光记录系统的声光调制器的改进

引言最近已研制出具有清晰、高分辨率、高速记录的优点的各种激光记录系统。为了实现高速和宽带记录,重要的是研制许多具有良好性能的光学元件。在系统许多指标中,记录速度被记录介质的灵敏度、激光源的功率以及扫描、成像元件的光学效率所限制。记录的分辨率被光束斑点和调制器带宽所限制。电光调制器和声光调制器已被用来作激光记录系统的调制器。电光调制器具有高达100～200兆赫的宽带宽。但是,电光调制器既要对温度变化稳定,又需要高的驱动电压。而效率高的电光调制器由于它们自然双折射的改变而对温度变化是极其敏感的,它们不是那么合用的。     

铌酸锂低半波电压电光调制器研究

对降低铌酸锂(LN)电光调制器的半波电压进行了研究,探索了利用反射结构实现低半波电压的原理.通过退火质子交换工艺在x切LN晶片上制作了反射结构的LN电光调制器.测试表明,这种反射结构的LN电光调制器在保持器件长度不变的条件下可以降低半波电压.     

碲化镉电光调制器性能研究

在阐述了平行板型碲化镉电光调制器的有关特性和理论的基础上，分析了设计１０．６μｍ激光波段的碲化镉电光调制器应该考虑的问题和解决的方法，叙述了利用国产碲化镉单晶在国内首次研制的平行板型集总参数碲化镉电光调制器的基本结构、调制实验及对该调制器碲化镉晶体电光张量的测试。     

马赫-曾德尔电光调制器工作点自动控制

为实现马赫-曾德尔(MZ)电光强度调制器(EOIM)工作点的实时控制,提出一种基于虚拟仪器技术的工作点自动控制方案。采用闭环反馈控制系统,引入微扰动信号,通过"扫描—鉴相补偿"的方法,可以使自动控制工作点长时间锁定于传输曲线的最低点。当激光器输出功率为6mW,控制EOIM在1h内稳定于最低点,实验测得EOIM输出平均光功率1.198μW,标准差0.123μW,波动小于0.43μW;在EOIM最低点外加电脉冲信号进行调制时,产生消光比均值达25.71dB的光脉冲。输出脉冲消光比与未加控制时相比提高9.94dB,波动小于0.5dB,大大提高了MZ电光调制器的工作稳定性。     

高功率激光器的高速率外调制技术

高功率激光器的高速率外调制技术是空间光通信发射系统中的关键技术。系统采用光纤耦合的激光器, 有效减少了传输媒质对激光功率的损耗。为了获得大功率、高速率的激光调制信号, 采用1 mm光输入口径的铌酸钽晶体电光调制器进行光强度调制, 电光调制器的调制带宽为1 GHz, 调制方式选用外调制方式。为了保证了调制器工作在线性区域, 同时降低对电光调制器的驱动电压的要求, 系统采用了自动偏置控制技术。通过加正弦波和方波信号进行调制实验, 系统实现了激光器调制速率300 Mb/s, 输出功率100 mW的指标要求。     

实现光强精细调制的共轭聚合物波导电光调制器

提出了一种新型的聚合物波导电光调制器,同时利用了聚合物材料的Pockels效应和Kerr效应,在不增加调制电压的情况下,通过引入直流偏压增加了调制器的调制度,调制深度随着直流偏压的增加而增加。采用峰-峰值9.9V的调制电压、100V的直流偏压,利用pockels电光系数γ33仅为4.052×10-14 m/V和二次电光系数S33为6.889×10-21 m2/V2的聚合物材料制备了波导电光调制器,实现了7.54%的调制度。如果采用具有更高的分子极化率及电光系数的非线性共轭聚合物材料,可期待在更低的直流偏压和工作电压情况下,得到更高的调制深度。调制器的工作面积大,可以实现大面积光斑的调制。本文的聚合物波导电光调制器适用于激光脉冲喷丸强化与成形技术,通过调整调制器的直流工作偏压,能够实现激光光斑能量的精细调节。     

1979年美国激光工程和应用会议报告目录选辑

一材料加工1.可烧结粉末激光合成2.压力高于1TPa下激光产生冲击波实验3.材料迅速固化激光加工4.激光外科术最新进展5.细胞组织激光声光测量6.二氧化碳激光器对子宫瘤的影响7.湍流混合物中概率分布函数连续激光散射测量8.通用微秒电影照相机9.激光/电光技术二可调滤光片、调制器和探测器1.程控电光光谱滤光片技术2.等折射率耦合波电光滤光片3.可调薄膜光栅滤光片4.法-珀腔光调谐光调制器     

通信用高功率高速率LiNb03电光调制器

由于光波通信比无线电通信具有诸多优点,日益成为当前研究热点.以用于自由空间光通信的高功率、高速率电光调制器为主要研究对象,从LiNbO3横向电光调制理论基础入手,对电光调制晶体调制器件的设计进行了讨论,并设计出了高功率高速率LiNbO3电光调制器,满足了最大输出光功率为150mW,总的激光利用效率为10%的技术指标,最后对电光调制器分别在室内18m、室外6.4 km进行了信号传输能力测试.     

基于金属包覆波导结构的电光调制器的研究

文章提出了一种基于自由空间耦合技术的电光调制器.入射光直接入射到作为耦合层的上层金属膜表面,通过改变外加电场的场强,控制入射光耦合进导波层的能量,从而改变反射光的强度,实现电光调制.该类调制器具有插入损耗小、响应速度快、稳定性高和成本低廉等诸多优点.与传统的棱镜耦合方式的聚合物电光调制器相比,自由空间耦合技术的引入使此类电光调制器结构更加紧凑、更易于阵列化集成.     

用动态衍射光学元件控制光束方向

一种以掺镧钛酸锆酸铅（PLZT）为基础的可编程多通道相位调制器列阵以亚微秒开关速度执行光束的连续控制。这个由圣地亚哥加州大学J．Thomas等人研制的列阵感应波前相位延滞，情况类似于衍射光学元件的效应。这种技术在两维和三维显示器、激光通讯和光雷达方面有应用。加到PLZT上的电压通过电光效应而产生折射率变化。装在PLZT材料片上的电压形成独立可寻址调制器列阵，可以编程，使列阵起着衍射光学相位光栅的作用，使入射光束引起任意相位延迟。经澜改性的钛酸铅酸铅有很大二次电光系统，线性效应较小。它适合可见和红外波长使用，…     

产品放送

电光调制器美马萨诸塞州的LINOS Photonics公司研制的小型电光调制器可对在400nm-700nm输出的激光信号进行全模拟调制。它提供的频率高达-100MHz,上升和下降时间均为<3ns。在532nm波长处的传输率>     

高速InP基半导体电光调制器行波电极结构研究

对PIN型和NIN型两种InP基Mach-Zehnder电光调制器的电极结构进行了数值仿真研究,从而确定出适于这两种电光调制器的行波电极结构。仿真结果表明,NIN型电光调制器可采用简单的单臂类微带电极,而PIN型电光调制器需采用周期容性负载电极,以达到良好的阻抗匹配特性和传输特性。进一步地,提出了将串联推挽式行波电极结构应用于PIN型电光调制器,可以简化制作工艺并获得良好的微波特性。     

利用LiNbO_3电光调制器实现宽频带激光输出

利用ＬｉＮｂＯ３电光调制器理论上可以获得宽度达１００ＧＨｚ的宽频带激光输出，并且其输出激光脉冲的宽度和形状都能够由一台电脉冲发生器很方便地进行控制。报道了宽频带激光器的实验结果，利用ＬＤ泵浦的单纵模连续激光器作为光源，可获得峰值功率为４．２ｍＷ，带宽为４２ＧＨｚ的激光脉冲输出。     

双环掺铒光纤激光器混沌相移控制方法研究

提出双环单模掺铒光纤激光器激光混沌相移控制方法以及物理模型，数值计算出该激光器的最大李亚谱诺夫(lyapunov)指数，分析了光耦合器耦合系数对激光由分岔进入混沌的动力学行为的影响。说明了相移控制器是通过控制电光相位调制器外调制电压来控制相移，从而实现控制激光光场相位以控制偏振耦合效应，最终实现了控制激光混沌动力学行为；单相移混沌控制方法能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态；双相移混沌控制方法则可以灵活改变两个相移控制器的相位，也能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态，并能进一步产生多种丰富的激光动力学行为现象。     

基于激光相控阵原理的相位调制器半波电压测量方法

半波电压是电光相位调制器的一个重要指标, 针对现有半波电压测量方法存在的测量误差大、测量装置复杂等问题, 提出了基于激光相控阵光束扫描原理的半波电压测量方法.通过理论分析, 得到了远场主光束的偏移量和相位调制器半波电压的关系表达式.搭建了12 全光纤激光相控阵光路, 对铌酸锂波导相位调制器的半波电压进行了实验测量, 改变相位调制器的加载电压, 记录多幅远场光强分布图, 通过求平均值减小测量误差, 而且根据远场光强分布的变化得到了相位调制特性曲线.结果表明, 该方法测量装置简单, 不仅可以精确地测量半波电压, 还可以对相位调制线性度进行分析, 具有重要的工程应用价值.     

LN调制器电光与声光效应的共振耦合

本文报导和讨论了激光FM锁模中LN调制器电光与声光效应之间的共振耦合现象。