激光原理：第七章第三節(jié) 調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)

本科生《激光原理》課程

第七章

激光特性的控制與改善常用的激光技術(shù)

第一節(jié)

模式選擇技術(shù)

第二節(jié)

穩(wěn)頻技術(shù)

第三節(jié)

激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)

第四節(jié)

激光放大技術(shù)

第五節(jié)

調(diào)Q技術(shù)

第六節(jié)

鎖模技術(shù)

第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)激光調(diào)制的基本概念激光調(diào)制的分類(lèi)激光調(diào)制的基本原理常見(jiàn)的激光調(diào)制技術(shù)電光調(diào)制聲光調(diào)制磁光調(diào)制半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)振幅調(diào)制頻率調(diào)制和相位調(diào)制強(qiáng)度調(diào)制脈沖調(diào)制第三節(jié)激光的調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)1調(diào)制的基本概念激光具有振幅、頻率、相位、強(qiáng)度等參量，如使其中某一參量按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，達(dá)到運(yùn)載信息的目的。將信息加載的過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制。完成這一過(guò)程的裝置稱(chēng)為調(diào)制器。其中激光稱(chēng)為載波；起控制作用的低頻信息稱(chēng)為調(diào)制信號(hào)。解調(diào)：調(diào)制的反過(guò)程，即把調(diào)制信號(hào)還原成原來(lái)的信息。激光光波的電場(chǎng)強(qiáng)度是：其中Ac為振幅；wc為角頻率，fc為相位角。激光調(diào)制示意圖2.1根據(jù)調(diào)制器和激光器的相對(duì)關(guān)系劃分

分為內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制。內(nèi)調(diào)制：是指加載調(diào)制信號(hào)是在激光振蕩過(guò)程中進(jìn)行的，即以調(diào)制信號(hào)去改變激光器的振蕩參數(shù)，從而改變激光輸出特性以實(shí)現(xiàn)調(diào)制。2調(diào)制的分類(lèi)第三節(jié)激光的調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)外調(diào)制：是指激光形成之后，在激光器外的光路上放置調(diào)制器，用調(diào)制信號(hào)改變調(diào)制器的物理特性，當(dāng)激光通過(guò)調(diào)制器時(shí)，就會(huì)使光波的某參量受到調(diào)制。2.2按工作原理劃分

分為電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制、和直接調(diào)制（電源調(diào)制）2.3按調(diào)制的性質(zhì)劃分分為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相及強(qiáng)度調(diào)制等。3激光調(diào)制的基本原理3.1振幅調(diào)制如果調(diào)制信號(hào)是一個(gè)時(shí)間的余弦函數(shù)，即：其中Am

和ωm

分別是調(diào)制信號(hào)的振幅和角頻率，當(dāng)進(jìn)行激光振幅調(diào)制之后，激光振幅Ac

不再是常量，而是與調(diào)制信號(hào)成正比。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)其調(diào)幅波的表達(dá)式為：利用三角公式：得：其中：稱(chēng)為調(diào)制系數(shù)，第一項(xiàng)是載頻分量，第二、三項(xiàng)為邊頻分量。調(diào)幅波頻譜對(duì)于調(diào)頻而言，就是中的角頻率ωc不再是常數(shù)，而是隨調(diào)制信號(hào)而變化，即：

若調(diào)制信號(hào)仍是一個(gè)余弦函數(shù)，則調(diào)頻波的總相角為：

其中

稱(chēng)為調(diào)頻系數(shù)，kf

稱(chēng)為比例系數(shù)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)3激光調(diào)制的基本原理3.2頻率調(diào)制和相位調(diào)制將式中兩項(xiàng)按貝塞爾函數(shù)展開(kāi)：則調(diào)制波的表達(dá)式為：

同樣，相位調(diào)制就是相位角不再是常數(shù)，而是隨調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律而變化，調(diào)相波的總相角為：式中，稱(chēng)為調(diào)相系數(shù)。則調(diào)相波的表達(dá)式為：調(diào)頻和調(diào)相波的頻譜：

由于調(diào)頻和調(diào)相實(shí)質(zhì)上最終都是調(diào)制總相角，因此可寫(xiě)成統(tǒng)一的形式利用三角公式展開(kāi)，得：第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)調(diào)制系數(shù)m已知，就可得各階貝塞爾函數(shù)的值。0.770.440.110.02將以上兩式代入利用三角函數(shù)關(guān)系式：可得：第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)可見(jiàn)，在單頻正弦波調(diào)制時(shí)，其角度調(diào)制波的頻譜是由光載頻與在它兩邊對(duì)稱(chēng)分布的無(wú)窮多對(duì)邊頻所組成的。各邊頻之間的頻率間隔是，各邊頻幅度的大小由貝塞爾函數(shù)決定。角度調(diào)制波的頻譜顯然,若調(diào)制信號(hào)不是單頻正弦波,則其頻譜將更加復(fù)雜。另外，當(dāng)角度調(diào)制系數(shù)較?。磎<<1）時(shí)，其頻譜與調(diào)幅波有著相同的形式。m=1

強(qiáng)度調(diào)制是光載波的強(qiáng)度(光強(qiáng))隨調(diào)制信號(hào)規(guī)律而變化的激光振蕩。激光調(diào)制通常多采用強(qiáng)度調(diào)制形式，這是因?yàn)榻邮掌?探測(cè)器)一般都是直接地響應(yīng)其所接收的光強(qiáng)度變化的緣故。

激光的光強(qiáng)度定義為光波電場(chǎng)的平方，其表達(dá)式為(光波電場(chǎng)強(qiáng)度有效值的平方):則強(qiáng)度調(diào)制的光強(qiáng)表達(dá)式可寫(xiě)為:式中，為比例系數(shù)。設(shè)調(diào)制信號(hào)是單頻余弦波將其代入上式,并定義為強(qiáng)度調(diào)制系數(shù)第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)3激光調(diào)制的基本原理3.3強(qiáng)度調(diào)制強(qiáng)度調(diào)制波的頻譜可用前面所述類(lèi)似的方法求得，但其結(jié)果與調(diào)幅波的頻譜略有不同，其頻譜分布除了載頻及對(duì)稱(chēng)分布的兩邊頻之外，還有低頻和直流分量。強(qiáng)度調(diào)制第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)

先用模擬調(diào)制信號(hào)對(duì)一電脈沖序列的某參量(幅度、寬度、頻率、位置等)進(jìn)行電調(diào)制，使之按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化，成為已調(diào)脈沖序列，然后再用這已調(diào)電脈沖序列對(duì)光載波進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，就可以得到相應(yīng)變化的光脈沖序列。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)3激光調(diào)制的基本原理3.4脈沖調(diào)制

脈沖調(diào)制是用一種間歇的周期性脈沖序列作為載波，這種載波的某一參量按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的調(diào)制方法。周期脈沖序列載波脈沖調(diào)制形式(a)調(diào)制信號(hào)(b)脈沖幅度調(diào)制(c)脈沖寬度調(diào)制(d)脈沖頻率調(diào)制(e)脈沖位置調(diào)制第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)周期脈沖序列載波

光波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律受到介質(zhì)折射率分布的制約，而折射率的分布又與其介電常量（電容率）密切相關(guān)。晶體折射率可用施加電場(chǎng)E的冪級(jí)數(shù)表示，即或?qū)懗捎梢淮雾?xiàng)γE引起的折射率變化，稱(chēng)為線性電光效應(yīng)或泡克耳斯(Pockels)效應(yīng)；由二次項(xiàng)bE2引起的折射率變化，稱(chēng)為二次電光效應(yīng)或克爾(Kerr)效應(yīng)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.1電光調(diào)制式中4.1.1電致折射率變化

在晶體未加外電場(chǎng)時(shí)，主軸坐標(biāo)系中，折射率橢球由如下方程描述：式中x，y，z為介質(zhì)的主軸方向；nx，ny，nz為折射率橢球的主折射率。當(dāng)晶體施加電場(chǎng)后，其折射率橢球就發(fā)生“變形”，橢球方程變?yōu)槿缦滦问剑涸谕怆妶?chǎng)作用下，折射率橢球系數(shù)隨之發(fā)生線性變化，其變化量定義為式中γij稱(chēng)為線性電光系數(shù)；i=1,…,6；j取值1,2,3。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)

式中，是電場(chǎng)沿x,y,z方向的分量。具有元素的6x3矩陣稱(chēng)為電光張量，每個(gè)元素的值由具體的晶體決定，它是表征感應(yīng)極化強(qiáng)弱的量。用矩陣形式表式為：得到晶體加外電場(chǎng)E

后的新折射率橢球方程式:為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),將外加電場(chǎng)的方向平行于軸z，即Ez=E，Ex=Ey=0，于是：第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)其中，所以有KDP類(lèi)晶體屬于四方晶系，是負(fù)單軸晶體，有：nx=ny=n0，nz=ne，且n0>ne。其電光張量為:為了尋求一個(gè)新的坐標(biāo)系(x’,y’,z’)，使橢球方程不含交叉項(xiàng)，即具有如下形式：其中x’,y’,z’

為加電場(chǎng)后橢球主軸的方向，稱(chēng)為感應(yīng)主軸；是新坐標(biāo)系中的主折射率，由于x和y是對(duì)稱(chēng)的,故可將x坐標(biāo)和y坐標(biāo)繞z軸旋轉(zhuǎn)α角，于是從舊坐標(biāo)系到新坐標(biāo)系的變換關(guān)系為：αxyx’y’第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)令交叉項(xiàng)為零，即

則方程式變?yōu)槠錂E球主軸的半長(zhǎng)度由下式?jīng)Q定：yx'y'450x加電場(chǎng)后的橢球的形變第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4.1電光調(diào)制4.1.2電光強(qiáng)度調(diào)制縱向電光調(diào)制（通光方向與電場(chǎng)方向一致）縱向電光調(diào)制的典型第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)因此沿z軸入射的光束經(jīng)起偏器變?yōu)槠叫杏趚軸的線偏振光，進(jìn)入晶體后(z=0)被分解為沿x’和y’方向的兩個(gè)分量，其振幅(等于入射光振幅的1/)和相位都相等。分別為：由于光強(qiáng)正比于電場(chǎng)的平方，因此，入射光強(qiáng)度為光通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的晶體后，Ex’和Ey’二分量間就產(chǎn)生了一個(gè)相位差，則

則通過(guò)檢偏器后的總電場(chǎng)強(qiáng)度是Ex’(L)和Ey’(L)在y方向的投影之和，即與之相應(yīng)的輸出光強(qiáng)為：yY’xX’45o45o將出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)相比得：

若調(diào)制器工作在非線性部分，則調(diào)制光將發(fā)生畸變。為了獲得線性調(diào)制，可以通過(guò)引入一個(gè)固定的/2相位延遲，使調(diào)制器的電壓偏置在T＝50％的工作點(diǎn)上。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)△

m=Vm/V

是相應(yīng)于外加調(diào)制信號(hào)最大電壓vm的相位延遲。其中Vmsinωmt是外加調(diào)制信號(hào)電壓。于是，總相位差則調(diào)制的透過(guò)率可表示為利用貝塞爾函數(shù)恒等式將上式展開(kāi)，得由此可見(jiàn)，輸出的調(diào)制光中含有高次詣波分量，使調(diào)制光發(fā)生畸變。為了獲得線性調(diào)制，必須將高次諧波控制在允許的范圍內(nèi)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)計(jì)算表明，若取則三次諧波光強(qiáng)為基波的5%因此取作為線性調(diào)制的判據(jù)

縱向電光調(diào)制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、不存在自然雙折射的影響等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是半波電壓太高，特別在調(diào)制頻率較高時(shí)，功率損耗比較大。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)強(qiáng)度調(diào)制器小結(jié)：入射光分解為感應(yīng)主軸方向的兩個(gè)傳播模；找出相位延遲和外加電壓（電場(chǎng)）的關(guān)系；加入檢偏器得到輸出光強(qiáng)隨外加電壓變化，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度調(diào)制；加入1/4波片提供固定“偏置”，以得到線性調(diào)制。外電場(chǎng)不改變出射光的偏振狀態(tài)，僅改變其相位，相位的變化為這里第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4.1電光調(diào)制4.1.2電光相位調(diào)制入射光出射光偏振器載波電光晶體相位調(diào)制波電光相位調(diào)制原理光波只沿x’方向偏振，相應(yīng)的折射率為：。若外加電場(chǎng)是，在晶體入射面(z＝0)處的光場(chǎng)則輸出光場(chǎng)(z＝L處)就變?yōu)槁匀ナ街邢嘟堑某?shù)項(xiàng)，因?yàn)樗鼘?duì)調(diào)制效果沒(méi)有影響，則上式可寫(xiě)成

式中稱(chēng)為相位調(diào)制系數(shù)。渡越時(shí)間：激光通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的晶體所需時(shí)間。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4.1電光調(diào)制4.1.3電光調(diào)制器的電學(xué)性能外電路對(duì)調(diào)制帶寬的限制調(diào)制信號(hào)頻率高時(shí)大部分電壓降在電源內(nèi)阻上，致使晶體無(wú)法工作。若要調(diào)制信號(hào)在較高頻狀況下工作時(shí)（實(shí)現(xiàn)阻抗匹配必須在晶體兩端并聯(lián)一電感和分流電阻）其頻帶寬度就要受到約束：當(dāng)調(diào)制頻率與諧振頻率相同時(shí)電壓全降在晶體上。ViV電光調(diào)制器的等效電路電光調(diào)制器的并聯(lián)諧振電路調(diào)制帶寬：調(diào)制信號(hào)占據(jù)的頻帶的寬度。在行波聲場(chǎng)作用下，介質(zhì)折射率的增大或減小交替變化，并以聲速

s(一般為103m／s量級(jí))向前推進(jìn)。由于聲速僅為光速(108m)的數(shù)十萬(wàn)分之—，所以對(duì)光波來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)的“聲光柵”可以看作是靜止的。設(shè)聲波的角頻率為

s，波矢為ks

（＝2/s)，則聲波的方程為：聲波在介質(zhì)中傳播分為行波和駐波兩種形式。nvsxn0

n

s超聲行波在介質(zhì)中的傳播第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4.2.1聲光調(diào)制的物理基礎(chǔ)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.2聲光調(diào)制a為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)位移，A為質(zhì)點(diǎn)位移的幅度。或者寫(xiě)成：這里n=-ksA，則行波時(shí)的折射率：

聲駐波是由波長(zhǎng)、振幅和相位相同，傳播方向相反的兩束聲波疊加而成的。其聲駐波方程為此處，式中S為超聲波引起介質(zhì)產(chǎn)生的應(yīng)變，P為材料的彈光系數(shù)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)可近似地認(rèn)為，介質(zhì)折射率的變化正比于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)沿x方向位移的變化率，即

sxa超聲駐波由于聲駐波的波腹和波節(jié)在介質(zhì)中的位置是固定的，因此它形成的光柵在空間也是固定的。聲駐波形成的折射率變化：

s

L入射光xy聲波陣面聲波光波陣面拉曼-納斯衍射圖衍射光第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.2聲光調(diào)制4.2.2聲光相互作用的兩種類(lèi)型1拉曼-納斯衍射2布拉格（Bragg)衍射布拉格衍射圖二者區(qū)分由聲光介質(zhì)、電—聲換能器、吸聲(或反射)裝置及驅(qū)動(dòng)電源等所組成。聲光調(diào)制器結(jié)構(gòu)吸聲裝置LaserinLaserout第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.2聲光調(diào)制4.2.3聲光調(diào)制器

磁光效應(yīng)是磁光調(diào)制的物理基礎(chǔ)。磁光效應(yīng)包括法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、克爾效應(yīng)、磁雙折射效應(yīng)等。其中最主要的是法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，它使一束線偏振光在外加磁場(chǎng)作用下的介質(zhì)中傳播時(shí)，其偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度

的大小與沿光束方向的磁場(chǎng)強(qiáng)H和光在介質(zhì)中傳播的長(zhǎng)度L之積成正比，即

＝VHL式中，V稱(chēng)為韋爾代(verdet)常數(shù)，它表示在單位磁場(chǎng)強(qiáng)度下線偏振光通過(guò)單位長(zhǎng)度的磁光介質(zhì)后偏振方向旋轉(zhuǎn)的角度。下表列出了一些磁光材料的韋爾代常數(shù)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.3磁光調(diào)制4.3.1磁光調(diào)制的物理基礎(chǔ)旋光現(xiàn)象可解釋為外加磁場(chǎng)使介質(zhì)分子的磁矩定向排列，當(dāng)一束線偏振光通過(guò)它時(shí)，分解為兩個(gè)頻率相同、初相位相同的兩個(gè)圓偏振光，其中一個(gè)圓偏振光的電矢量是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(右旋圓偏振光)，另一個(gè)圓偏振光逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)(左旋圓偏振光)。兩個(gè)圓偏振光無(wú)相互作用，速度分別為v+＝c/nR和v-＝c/nL傳播，通過(guò)厚為L(zhǎng)的介質(zhì)之后產(chǎn)生的相位延遲分別為:所以?xún)蓤A偏振光間存在一相位差第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)ALARAL’

zAA’當(dāng)它們通過(guò)介質(zhì)之后，又合成為一線偏振光，其偏振方向相對(duì)于入射光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。圖中zA表示入射介質(zhì)的線偏振光的振動(dòng)方向，將振幅A分解為左旋和右旋兩矢量AL和AR

，假設(shè)介質(zhì)的長(zhǎng)度L使右旋矢量AR剛轉(zhuǎn)回到原來(lái)的位置，此時(shí)左旋光矢量(由于vL≠vR

)轉(zhuǎn)到A’L，于是合成的線偏振光A’相對(duì)于入射光的偏振方向轉(zhuǎn)了一個(gè)角度

，此值等于

角的一半，即

=/2＝（nR–nL）L/可以看出，A’的偏振方向?qū)㈦S著光波的傳播向右旋轉(zhuǎn)。這稱(chēng)為右旋光效應(yīng)。

磁光調(diào)制是把欲傳遞的信息轉(zhuǎn)換成光載波的強(qiáng)度(振幅)等參量隨時(shí)間的變化。

磁光調(diào)制是電信號(hào)先轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的交變磁場(chǎng)，由磁光效應(yīng)改變?cè)诮橘|(zhì)中傳輸?shù)墓獠ǖ钠駪B(tài)，從而達(dá)到改變光強(qiáng)度等參量的目的。

工作物質(zhì)放在沿軸方向z的光路上，它的兩端放置有起、檢偏器，高頻螺旋形線圈環(huán)繞在YIG棒上，受驅(qū)動(dòng)電源的控制，用以提高平行于z軸的信號(hào)磁場(chǎng)。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.3磁光調(diào)制4.3.2磁光調(diào)制器調(diào)制電流恒定磁場(chǎng)（偏置）調(diào)制磁場(chǎng)探測(cè)磁光調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意但這里因加有恒定磁場(chǎng)Hdc

，且與通光方向垂直，故旋轉(zhuǎn)角與Hdc成反比，于是式中θs

單位長(zhǎng)度飽和法拉弟旋轉(zhuǎn)角；H0sinωHt是調(diào)制磁場(chǎng)。如果再通過(guò)檢偏，就可以獲得一定強(qiáng)度變化的調(diào)制光。第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.4半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制4.4.1直接調(diào)制直接調(diào)制是把要傳遞的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)注入半導(dǎo)體光源(激光二極管LD或半導(dǎo)體二極管LED)，從而獲得已調(diào)制信號(hào)。半導(dǎo)體激光器輸出特性由于它是在光源內(nèi)部進(jìn)行的，因此又稱(chēng)為內(nèi)調(diào)制，它是目前光纖通信系統(tǒng)普遍使用的實(shí)用化調(diào)制方法。根據(jù)調(diào)制信號(hào)的類(lèi)型，直接調(diào)制又可以分為（連續(xù)的）模擬調(diào)制和數(shù)字（脈沖編碼）調(diào)制兩種。半導(dǎo)體激光器調(diào)制（a)電原理圖（b)調(diào)制特性曲線第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)4常見(jiàn)的調(diào)制技術(shù)4.4半導(dǎo)體激光器直接調(diào)制4.4.2半導(dǎo)體激光器(LD)直接調(diào)制的原理第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)附件：鈮酸鋰（LiNbO3）電光調(diào)制器1.鈮酸鋰（LiNbO3）晶體中的電光效應(yīng)

當(dāng)光波傳播方向平行于光軸z方向時(shí)，得到求相應(yīng)偏振方向光波的折射率大小的橢圓方程為第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)利用級(jí)數(shù)展開(kāi)同理設(shè)晶體通光方向長(zhǎng)度為L(zhǎng)，加電場(chǎng)方向的厚度為d，則二偏振光產(chǎn)生的光程差為第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)相應(yīng)的位相差為求出這種運(yùn)用方式的半波電壓起偏器P1的偏振方向與晶體的x軸平行（或正交），x方向加電場(chǎng)，光波矢平行于z方向。設(shè)入射光波經(jīng)過(guò)起偏器后到達(dá)晶體入射表面時(shí)，電振動(dòng)矢量為（令初位相為0）2.鈮酸鋰（LiNbO3）電光調(diào)制器第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)入射光強(qiáng)度正比于振幅平方，即此電振動(dòng)矢量進(jìn)入晶體后，分解為沿x’、y’方向偏振的兩個(gè)振幅相等、位相相同的分量光從晶體出射時(shí)，這兩個(gè)偏振分量有一個(gè)附加位相差，出射光的電振動(dòng)分量為第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)經(jīng)檢偏器輸出為第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)就是使激光束相對(duì)于原始位置作一定規(guī)律的偏轉(zhuǎn)掃描根據(jù)使用目的不同分兩類(lèi)：模擬式偏轉(zhuǎn)—主要用于激光顯示技術(shù)數(shù)字式偏轉(zhuǎn)—主要用于光存儲(chǔ)設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)一個(gè)光偏轉(zhuǎn)器的主要指標(biāo)：（1）偏轉(zhuǎn)角的大小要達(dá)到激光掃描的范圍（2）掃描速度要滿足快速記錄和顯示的要求（3）偏轉(zhuǎn)效率：偏轉(zhuǎn)光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比，反映光偏轉(zhuǎn)器的光能損失（4）分辨率或在掃描范圍內(nèi)可分辨的點(diǎn)數(shù)（是光束的發(fā)散角）5激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)5.1概述優(yōu)點(diǎn)：光譜范圍寬，掃描角度大，通?？纱笥?00，可分辨象素多，光學(xué)損失小等

5激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)5.2機(jī)械偏轉(zhuǎn)一種典型的機(jī)械偏轉(zhuǎn)方法——旋轉(zhuǎn)多面反射鏡鼓缺點(diǎn)：受電機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，掃描速度較低，精度也較低。5激光偏轉(zhuǎn)技術(shù)5.2電光偏轉(zhuǎn)5.2.1掃描偏轉(zhuǎn)一平面波垂直入射到xz平面,則最下面的光束B(niǎo)穿過(guò)晶體底部的時(shí)間為最上面的光束A穿過(guò)晶體的時(shí)間為光線A比光線B落后距離:光束偏離原方向的偏轉(zhuǎn)角:光束由晶體射向空氣時(shí),可得到電光光束偏轉(zhuǎn)角ABXYLh?yθ’θ晶體長(zhǎng)度為L(zhǎng),高度為h,其折射率隨x線性增加第三節(jié)激光調(diào)制與偏轉(zhuǎn)技術(shù)