Электрооптический поляризационный модулятор

В электрооптическом поляризационном модуляторе лазерный луч (интенсивность I₀ ) ориентируется так, что его плоскость поляризации составляет угол 45⁰ с кристаллическими осями ячейки Поккельса. Ячейка обеспечивает фазовую задержку пропорциональную приложенному напряжению. На выходе модулятора поляризационная матрица имеет вид

Для четвертьволновой пластинки с положительной фазовой задержкой Г= /2 имеем

Следовательно, имеет место левая круговая поляризация света. Для четвертьволновой пластины с отрицательной фазовой задержкой Г= - /2

получим

Следовательно, световой луч имеет правую круговую поляризацию. Значение фазовой задержки, лежащих между Г= - /2 и Г= /2 определяют эллиптическую поляризацию со степенью эллиптичности прямопропорциональной фазовой задержки.

Электрооптический частотный модулятор

На рис. 2 изображен электрооптический частотный модулятор. Ячейка Поккельса является кристаллом с тройной вращательной симметрией. Ортогонально приложенные к ячейке напряжения равны

u_x = u cos u_y = u sin

При этих условиях фазовая задержка линейно зависит от u .

Эллипсоид коэффициентов преломления кристалла вращается на угол (относительно кристаллографических осей), который линейно пропорционален .Операционная матрица модулятора, отнесенная к кристаллографическим осям, получается следующим преобразованием

Или после выполнения операций

Лазерный луч (интенсивностью I₀) линейно поляризуется под углом 45⁰ по отношению к осям и далее проходит через четвертьволновую пластину. Результирующий световой луч, который поступает на модулятор, имеет правую круговую поляризацию и характеризуется поляризационной матрицей

в которую включена функция времени e^it. Поляризационная матрица светового излучения на выходе модулятора после некоторых тригонометрических преобразований имеет вид

Таким образом, световое излучение на выходе модулятора, состоит из двух лучей. Первый луч характеризуется правой круговой поляризацией, частотой несущей  и амплитудой, пропорциональной cos(Г/2), второй – левой круговой поляризацией, частотой -2(ddt) и амплитудой, пропорциональной sin(Г/2).

При аналоговой частотной модуляции задержка Г устанавливается равной  радиан для того, чтобы вся мощность лазерной несущей была сосредоточена в составляющей с правой круговой поляризацией. Тогда частотная модуляция управляющего напряжения приводит к частотной модуляции оптической несущей. Для получения дискретной (двоичной) частотной модуляции необходимо установить желаемое значение  (которое определяет требуемое частотно разделение между частотами передаваемых излучений) и затем манипулировать значение фазовой задержки Г (0 или ) в соответствии с передачей «единицы» или «нуля».