电光调制系统设计

文章摘要：2.3 锂酸铌电光晶体铌酸锂晶体具有优良的压电、电光、声光、非线性等性能。本系统中采用LN电光晶体。LN晶体是三方晶体，n1=n2=no，n3=ne。没有加电场之前，LN的折射率椭球为：本系统中采用y轴通光、z轴加电场，也就是说，E1=E2=0，E3=E。那么，加上电场后折射率椭球为：式(4)表明，LN晶体沿z轴方向加电场后，可以产生横向电光效应，但是不能产生纵向电光效应。经过晶体后，o光和e光产生的相位差为：2.4 信号源信号源系统结构如图3所示。信号源是为了给电光晶体提供调制电压以及使系统能够接入音频信号。电源部分可以同时输出几路直流稳压电源给信号源的各个模块同时供电；信号发生模块产生频率

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2.3 锂酸铌电光晶体

铌酸锂晶体具有优良的压电、电光、声光、非线性等性能。本系统中采用LN电光晶体。LN晶体是三方晶体，n1=n2=no，n3=ne。

没有加电场之前，LN的折射率椭球为：

本系统中采用y轴通光、z轴加电场，也就是说，E1=E2=0，E3=E。那么，加上电场后折射率椭球为：

式(4)表明，LN晶体沿z轴方向加电场后，可以产生横向电光效应，但是不能产生纵向电光效应。

经过晶体后，o光和e光产生的相位差为：

2.4 信号源

信号源系统结构如图3所示。信号源是为了给电光晶体提供调制电压以及使系统能够接入音频信号。电源部分可以同时输出几路直流稳压电源给信号源的各个模块同时供电；信号发生模块产生频率和幅度都连续可调的正弦波与方波；功率放大模块将输入的正弦波与方波以及音频信号放大到几十伏，然后加到电光晶体上调制通过电光晶体的激光；解调模块对从探测器输入的微弱信号进行解调放大，对输入的微弱音频信号驱动放大后通过音箱把声音放出来；偏置高压模块产生幅度连续可调的直流高压，以代替λ／4波片作为调制晶体的半波电压。

3 电光调制在光通信中的应用

本系统是用光波传递声音信息，由激光器产生的激光经起偏器后成为线偏振光，再经过λ／4波片变成圆偏振光，使得2个偏振分量(o光和e光)在进入电光晶体之前产生π／2的相位差，使调制器工作在近似线性区域。在激光通过电光晶体的同时，给电光晶体加一个外加电压，此电压是需要传输的声音信号。当给电光晶体加上电压后，晶体的折射率及其他光学性能发生变化，改变了光波的偏振状态，因此，圆偏振光变成椭圆偏振光，再经检偏器又成为线偏振光，光强被调制。此时的光波载有声音信息并在自由空间传播，在接收地用光电探测器接收被调制的光信号，然后进行电路转换，将光信号转换成电信号，用解调器将声音信号还原，最终完成声音信号的光传输。外加电压为被传输的声音信号，此信号可以是收录机的输出或磁带机输出，实际上就是一个随时间变化的电压信号。

4 结束语

通过以上电光调制系统验证电光调制技术进行激光通信是可行的，而且此种通信方法传输速度快，抗干扰能力强，保密性好，结构简单，成本低廉，易于实现。

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