коэ / Лабы КОЭ / киселеву / киселеву / EOM_Smetankin_A_I_Mikula_N_D_Politsinskiy_A_S

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра фотоники

отчет

по лабораторной работе № 3

по дисциплине «Квантовая и оптическая электроника»

тема: «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯТОРА»

Студенты гр. 7206		Полицинский А.С.
		Сметанкин А.И,
		Микула Н.Д.
Преподаватель		Романович М.М.

Санкт-Петербург

2020

Цель работы: ознакомиться с устройством, принципом действия и характеристиками электрооптического модулятора (ЭОМ) на основе эффекта Поккельса.

Схема лабораторной установки

Рис.1 Структурная схема лабораторной установки

Обработка результатов эксперимента

1. Зависимости пропускания ЭОМ от угла поворота анализатора

Таблица 1

	P,отн. ед.
θ, ◦	V=0,В	V=300,В	V=600,В
0	0,07	1,26	1,8
30	0,3	0,86	1,2
60	0,9	0,5	2,33
90	1,5	0,48	0,11
120	1,4	0,84	0,7
150	1,01	1,18	1,5
180	1,15	0,08	1,7
210	0,32	0,76	1,02
240	1,12	0,49	0,21
270	1,79	0,57	0,16
300	1,35	1,02	0,73
330	0,55	1,32	1,62
0	0,11	1,23	1,92

Рис. 2 график зависимости P_ = f () при U = 0 В

Рис. 3 график зависимости P_ = f () при U = 300 В

Рис. 4 график зависимости P_ = f () при U = 600 В

2. Зависимости пропускания ЭОМ от напряжения в диапазоне 0 до  600 В.

Таблица 2

	P,отн. ед.
V,В	θ=0, ◦ (+)	θ=0, ◦ (-)	θ=45, ◦	θ=90, ◦
0	0,12	0,13	0,75	1,4
100	0,1	0,11	0,7	1,09
200	0,5	0,41	0,65	0,67
300	1	0,9	0,65	0,26
400	1,5	1,48	0,55	0,1
500	2,19	1,9	0,57	0,03
600	2,14	2,17	0,43	0,05

Рис. 5 график зависимости P_ = f (U) для θ=0, ◦ при прямой (+) и при обратной ( - ) полярности

Рис. 6 график зависимости P_ = f (U) для θ=45, ◦

Рис. 7 график зависимости P_ = f (U) для θ=90, ◦

3. Осциллограммы опорного сигнала и переменной составляющей мощности излучения Р_m для различных режимов

1. Режим удвоения

θ=90, ◦; V=514 В ; ( Предел по Y: 20 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 7 Режим удвоения

2. Режим искажения

θ=90, ◦; V=500 В; ( Предел по Y: 20 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 8 Режим искажения

3. Линейный режим

θ=90, ◦; V=300 В; ( Предел по Y: 0,1 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 9 Линейный режим

4. Режим противофазы

θ=0, ◦; V=300 В; ( Предел по Y: 0,1 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 10 Режим противофазы

5. Режим удвоения в противофазе

θ=0, ◦; V=534 В; ( Предел по Y: 20 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 11 Режим удвоения в противофазе

6. Режим искажения в противофазе

θ=0, ◦; V=510 В; ( Предел по Y: 20 мВ/дел; X: 5 мкс/дел )

Рис. 12 Режим искажения в противофазе

Выводы:

В ходе выполнения лабораторной работы было изучено устройство и принцип действия электрооптического модулятора на основе эффекта Поккельса.

В них используется эффект двулучепреломления под действием приложенного напряжения в кристаллах дигидрофосфата аммония (АДП), дигидрофосфата калия (КДП), арсенида галлия (GaAs)

При распространении линейно поляризованного излучения лазера с длиной волны  и мощностью P₀ вдоль геометрической оси z двулучепреломляющего кристалла происходит его разложение на взаимно перпендикулярно поляризованные “обыкновенный” и “необыкновенный” лучи. Поскольку , то необыкновенный луч будет распространяться медленнее обыкновенного, что приведет на выходе кристалла длиной L к сдвигу фаз между ортогональными составляющими оптической волны.

Были простроены графики экспериментальных зависимостей P_ = f () и P_ = f (U) для всех исследованных режимов.

В режиме скрещенных полей при нулевом управляющем напряжении (сдвиг фаз Δφ = 0) напряженность поля на выходе будет изменяться по закону , а мощность, соответственно, _. При будет реализован режим коллинеарных полей, напряженность поля на выходе будет изменяться по закону , а мощность .

Для обеспечения линейного режима модуляции излучения лазера внешним гармоническим сигналом, подаваемым на ЭОМ, рабочую точку располагают на середине линейного участка характеристики пропускания при  = /2. Необходимое для этого постоянное напряжение смещения называется четвертьволновым и равно U₀/2.

При напряжениях смещения, соответствующих экстремумам характеристики пропускания ЭОМ, наблюдается эффект удвоения частоты модулированного излучения. Нелинейность характеристики пропускания ЭОМ  = f (U) может приводить к искажению формы модули-рованного сигнала излучения при неправильно выбранном напряжении смещения или чрезмерно большой амплитуде модулирующего сигнала.