声光调制器

图1： 非共振声光调制器的原理图设置。换能器产生声波，光束在该声波处被部分地衍射。

　　声光调制器(AOM)自然地调制衍射光束和透射的非衍射光束的光功率。在施加零声学信号的情况下，除了一些少量的寄生损耗之外，全部入射功率在非衍射光束中传输。如果应用一些声功率，则反射光束的功率近似与系数的平方符号成比例，系数本身与声功率的平方根成比例。通常，最大衍射效率远低于100% - 通常约为50%。

　　如果达到零输出功率很重要，通常必须使用衍射光束，但是这会限制最大透射率。对于非衍射光束，几乎完全透射是可能的，但是在那种情况下，透射率可以仅降低到例如50%。在这两种情况下，可能的传输带宽受到声波在晶体中的传播时间的限制。因此，小孔径器件暂时适用于更高的调制带宽。

　　声光强度调制器用于各种应用，例如用于激光打印机，用于噪声消除器，以及用于激光器的主动模式锁定。

　　通常，声光强度调制器被设计用于输入光束的特定偏振方向，但是也存在很大程度上与偏振无关的装置。

　　电光强度调制器

图2： 电光强度调制器，在两个偏振器之间包含普克尔斯盒。

　　并且电光调制器基于普克尔斯盒，其充当相位调制器。然后通常通过将光发送通过偏振器将相位调制转换成强度调制。通常，输出功率与cos 2  (C U)或sin 2  (C U)成比例，其中C是常数，U是施加的电压。恒定Ç涉及半波电压ù π普克尔盒的：C ^  =  π  /(2  ûπ)。(有关详细信息，请参阅有关普克尔斯电池的文章。)不幸的是，半波电压通常很高 - 几百伏甚至更高，特别是对于大孔径的设备。如果需要全变速范围(0 - 100%)，这会增加对驱动电子设备的要求。

　　如果使用优化的电子驱动器，则调制带宽可以非常高，这也需要处理普克尔斯盒的电容。

　　对于光纤耦合调制器来说，相对小的驱动电压是可能的，其中光辐射在晶体的明确限定的区域中传播，因此允许使用具有相当小孔径的普克尔斯盒。

　　特别是对于波导器件，还可以使用干涉效应而不是偏振器来变换相位调制内部强度调制。例如，存在Mach-Zehnder调制器，其中相位调制被应用于Mach-Zehnder 干涉仪的一个臂。

　　通常，当调制需要相当快时，采用电光强度调制器。它们中的大多数仅适用于某个偏振方向。

　　电吸收调制器电吸收调制器是基于Franz-Keldysh效应工作的半导体器件。它们通常在波导中的光下工作并且耦合到光纤或者与其他部件一起放置在芯片上，例如与激光二极管一起形成电信发射器。它们在光功率方面受到限制，但可以具有非常高的调制带宽。与电光调制器相比，它们需要更小的驱动电压。

　　基于半导体光放大器的调制器还可以使用半导体光放大器作为强度调制器。如果没有驱动电流，它会提供一定程度的衰减(负增益)，而当器件提供泵电流时会获得一些正增益。调制速度可以相当高，例如，用于产生矩形脉冲的亚纳秒上升和下降时间。当然，同时进行扩增也是有用的。

　　与其他光学调制器相比，此类器件表现出增益饱和并引入放大器噪声，但这与所有应用无关。例如，基于SOA的调制器可用于产生用于光纤放大器系统的短座位脉冲。例如，可实现的消光比可以大于50dB，即远远优于声光或电光调制器。

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