电光与磁光调制实验中倍频法测量的剖析与改进.pdf
《电光与磁光调制实验中倍频法测量的剖析与改进.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电光与磁光调制实验中倍频法测量的剖析与改进.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、针对近代光学实验中两个常设实验电光调制与磁光调制中的倍频方法作了深入计算,剖析了实验方法中倍频现象发生的本质,建立了两个实验的有机联系。通过在电光调制实验中加入倍频方法,并设计了李萨如图方法的改进思路,使实验精度进一步提高,现象更为直观。利用数值仿真对倍频法的波形与李萨如图测量作了半定量的精度计算。提出了实验安排的合理建议以优化课程结构,丰富课程内涵,加深学生对实验现象的理解。关键词:电光调制;磁光调制;倍频法;李萨如图中图分类号:O436.4 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1672-4305.2023.03.009Analysis and improvement of
2、 frequency doubling measurement in electro-optic and magneto-optic modulation experimentsCHEN Lin,TAO Zhikuo(School of Electronic and Optical Engineering,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China)Abstract:The frequency doubling methods in electro-optical modulation and
3、magneto-optical modu-lation experiments are calculated.The essence of frequency doubling phenomenon in the experimental methods is analyzed,and the organic relationship between the two experiments is established.By adding the frequency doubling method to the electro-optic modulation experiment and d
4、esigning the improvement of Lissajous method,the experimental accuracy is further improved and the phenomenon is more intuitive.The accuracy of the measurement of frequency doubling method is calculated by nu-merical simulation.Reasonable experimental arrangement to optimize the curriculum structure
5、 are sug-gested.These improvements will enrich the curriculum connotation and deepen students understand-ing of experimental phenomena.Key words:electro optic modulation;magneto optic modulation;frequency doubling method;Lissa-jous figure 收稿日期:2021-08-19 修改日期:2022-04-07作者简介:陈琳,博士,讲师,主要研究方向为宽禁带半导体材料与
6、器件。E-mail:cl 基金项目:南 京 邮 电 大 学 教 学 改 革 项 目(项 目 编 号:JG10622JX63)。光辐射的调制不仅是光通信领域的关键性环节,并且在光电探测、光学测量和光电控制等系统中也都有重要的应用。光辐射可以通过多种方式进行调制,其中最简单易行的是对光源进行直接调制,即内调制。但对于高速光通信和密集型波分复用系统而言,直接调制不可避免的频率啁啾效应将损害传输性能,因此需要使用独立于光源的外调制技术。典型的外调制方法包括简单廉价的机械调制,与高性能的电光调制、磁光调制以及声光调制等。由于原理简单、应用广泛、设备成熟,电光调制和磁光调制已被纳入一些高校相关学科的光电子
7、实验或近代物理实验课程中1-3。陈琳,等:电光与磁光调制实验中倍频法测量的剖析与改进这两种调制手段的原理有相似之处。电光调制所根据的电光效应,是指加上外电场后的晶体折射率随所加场强的改变而变化的现象,其中折射率变化量与电场强度成正比的情况称为一阶电光效应或泡克尔斯(Pockels)效应。而磁光调制所根据的磁光效应,则是置于磁场中的晶体折射率发生变化的现象,亦称磁致旋光效应或法拉第(Faraday)效应。二者都会使穿过晶体的光偏振面发生旋转。利用这两种效应可以对透过介质的光束进行幅度、相位或频率的调制,构成电光或磁光调制器,已经被广泛应用4-6,也是我们实验课程的主要研究对象。1 实验要素分析在
8、常见的实验课程设计中,电光调制实验要求测量的主要数据为半波电压 U、消光比 M 和透射率 T。测量过程中涉及到的关键测量值包括:调制特性 IA U 曲线上的光强极大值和极小值,以及出现极值时的相应调制电压位置。但由于在极值附近的特性曲线斜率很小,微调电压时光强改变不明显,加上光强计精度和光源波动等因素,实验中采用直接观测光强变化的方法很难对极值点的调制电压精确定位,从而使半波电压 U的测量值产生较大误差。而在磁光调制实验中,通常采用消光法测量直流磁场产生的旋光角度,并计算维尔德(Verdet)常数。即在磁光晶体后端加一块线偏振片作为检偏器,当磁场为零时旋转检偏器使其方向垂直于出射光的偏振方向而
9、发生消光,光强计读数接近 0;在施加磁场后,因晶体中发生旋光而偏离消光角度,这时需要再次旋转检偏器,使系统重新达到消光,从而获得磁致旋光角度。但这一方法由于消光点光强仍为极小值,同样受限于该角度附近的光强变化缓慢,测量误差较大。为此很多实验课程采用了改进的“倍频法”来测量直流磁光效应,即在直流励磁电流上叠加一个交流调制分量,当直流励磁强度为零时,调制光的频率为交流励磁电流频率的两倍,在双踪示波器上可以清楚观察到“倍频”现象,利用这一现象可以提高测量精度 7-8。由于电光调制与磁光调制实验先后进行,而在原理介绍上,电光效应被解释为垂直分解的两线偏振光经过电光晶体后相位产生差异,磁光效应则解释为等
10、幅度分解的左右旋圆偏振光经过磁光晶体后相位产生差异;在实验要求上,电光效应重点是测量半波电压,磁光效应则要求测算维尔德常数,因此当讲到利用倍频法测量直流磁光效应时,学生容易认为这是磁光调制专属的方法,很难将其联系到电光效应中,很多学生甚至因此将两种调制的原理割裂开来,把它们当作两个完全不同的实验。因此有必要从光强变化的机制上对两个实验进行阐释。1.1 电光调制的倍频分析一级电光效应分为横向与纵向两种调制取向,区别在于外加电场方向垂直或平行于晶体光轴。两种取向的出射光强与调制电信号的关系相似,这里以横向电光调制为例加以讨论。P A+-U d l Y X 图 1 电光效应示意图在图 1 所示的光路
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电光 调制 实验 倍频 测量 剖析 改进
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。