晶体的电光调制特性对音频通信质量的影响.docx

二〇一二年四月摘要实验室中应用电光调制模拟音频通讯, 讨论了晶体电光调制理论并通过对比实验中采集的调制信号和解调信号的波形, 分析晶体的电光调制特性对音频通信质量的影响, 明确了调制信号静态工作点的位置以及调制信号幅度、频率是影响激光通信质量的几个重要因素。 关键词晶体；电光效应；电光调制； 通信 AbstractLaboratory applicationofelectro-optic modulatoranalogaudio communicationto discussthecrystalelectro-optic modulation theoryandanalysis ofelectro-opticalmodulation characteristicsofthecrystalqualityaudiocommunicationthroughthemodulationsignal andthe demodulated signalwaveformacquisitioninthecomparative experiment, clearstaticworkofthemodulated signalthe location of the pointandmodulationsignal amplitude, frequency, several important factorsthataffectthequalityoflaser communications. KeywordsCrystal ; electro-optic ; effect; electro-optic modulator; communication 绪论 激光是传递信息的理想载体,具有通信容量大、抗干扰能力强、保密性好的优点,这是无线电通信无法比拟的。也正因为如此，激光技术的研究和应用得到了迅速的发展。晶体电光器件更是被广泛应用在激光通信、激光测距、激光显示和光学数据处理等方面。而晶体电光器件是基于电光调制技术的，即利用晶体的电光效应来实现对光载波进行电场调制的一项技术。在实验室中开设电光晶体对激光通信进行电光调制的实验不仅有助于加深学生对晶体光学中电光效应的理解,并能够使学生对通信领域中的电信号处理技术、激光调制技术以及激光传输技术有很好的掌握。目录摘要绪论1、电光强度调制原理12、电光调制通信实验装置43、晶体电光调制特性对激光通信的影响及分析53.1 改变直流偏压选择工作点对输出特性的影响53.2 调制信号幅度对信号传输的影响83.3 调制信号频率对信号传输的影响94、实验装置改进建议和实验过程中的注意事项114.1 实验装置改进建议114.2 实验过程中的注意事项115、总结126、结束语13致谢参考文献1. 电光强度调制原理电光调制方法依据的是晶体的电光效应，即晶体在外加电场作用下折射率发生变化的现象。如图(1-1) 为典型的利用晶体横向电光效应原理的激光强度调制器。 图（1-1） 晶体横向电光调制器结构示意图其中起偏器的偏振方向平行于电光晶体的X轴，检偏器的偏振方向平行于Y轴。因此入射光经起偏器后变为振动方向平行于X轴的线偏振光，它在晶体的感应轴和轴上的投影的振幅和位相均相等，设分别为 (1-1)或用复振幅的表示方法，将位于晶体表面（z=0）的光波表示为 (1-2)那么,入射光的强度是 (1-3)当光通过长为L的电光晶体后， X′和Y′两分量之间就产生位相差δ，即 (1-4) 通过检偏器出射的光，是这两分量在Y轴上的投影之和 (1-5)其对应的输出光强，可写成 (1-6)由（1-3）、（1-6）式，光强透过率T为(1-7) (1-8)由此可见，δ和V有关，当电压增加到某一值时，X’、Y’方向的偏振光经过晶体后产生的光程差，位相差，这一电压叫半波电压，通常用表示。是描述晶体电光效应的重要参数，在实验中，这个电压越小越好，如果小，需要的调制信号电压也小，根据半波电压值，我们可以估计出电光效应控制透过强度所需电压。由（1-8）式 (1-9)其中和分别为晶体的厚度和长度。由（1-8）、（1-9）式 (1-10) 因此，将（1-20）式改写成