9201_Рауан_ИгнатовичЛР3

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №3

по дисциплине «Квантовая и оптическая электроника»

Тема: «Исследование электро-оптического модулятора»

Студенты гр. 9201		Рауан М. Игнатович Р.С.
Преподаватель		Киселев А.С.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы. Ознакомиться с устройством, принципом действия и характеристиками электрооптического модулятора (ЭОМ) на основе эффекта Поккельса.

3.1. Основные положения.

Электрооптические модуляторы (ЭОМ) – наиболее распространенные модуляторы лазерного излучения. Оптическое воздействие конкретной среды на излучение зависит от показателей преломления n_x, n_y, n_z по различным направлениям x, y, z. Возможны три варианта:

1. n_x = n_y = n_z – изотропная среда;

2. n_x = n_y ≠ n_z – одноосный кристалл;

3. n_x ≠ n_y ≠ n_z – двухосный кристалл (общий случай).

3π/2

2π

θ_ан

π/2

π

_{Рис. 1. Характеристика пропускания ЭОМ при различных .}

Рис. 2. Характеристика пропускания ЭОМ.

Схема лабораторной установки:

Рис. 3. Структурная схема лабораторной установки.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Построим зависимости P(θ) при различных значениях U:

А) U=0B

Таблица 1.Экспериментальные данные зависимости P(θ) при U=0B.

θ°	0	30	60	90	120	150
P	29	187	285	274	152	38

Продолжение таблицы 1:

θ°	180	210	240	270	300
P	53	180	23	23	140

Рисунок 4. График зависимости P(θ) при U=0B.

Б) U=300B

Таблица 2. Экспериментальные данные зависимости P(θ) при U=300B.

θ°	0	30	60	90	120	150
P	146	130	147	175	182	158

Продолжение таблицы 2:

θ°	180	210	240	270	300
P	128	120	162	187	196

Рисунок 5. График зависимости P(θ) при U=300B.

В) U=600B

Таблица 3. Экспериментальные данные зависимости P(θ) при U=600B.

θ°	0	30	60	90	120	150
P	226	79	28	84	225	283

Продолжение таблицы 3:

θ°	180	210	240	270	300
P	215	80	23	93	234

Рисунок 6. График зависимости P(θ) при U=600B.

2. Построим зависимости P(U) при различных значениях θ:

А) θ=0°

Таблица 4. Экспериментальные данные зависимости P(U) при θ =0°.

U,В	-600	-500	-400	-300	-200	-100
P	230	216	191	147	100	66

Продолжение таблицы 4:

U,В	0	100	200	300	400	500
P	57	69	101	145	187	216

Продолжение таблицы 4:

600

226

Рисунок 7. График зависимости P(U) при θ =0°.

Б) θ=45°

Таблица 5. Экспериментальные данные зависимости P(U) при θ =45°.

U,В	-600	-500	-400	-300	-200	-100
P	48	56	86	135	188	228

Продолжение таблицы 5:

U,В	0	100	200	300	400	500
P	247	238	201	148	95	58

Продолжение таблицы 5:

600

45

Рисунок 8. График зависимости P(U) при θ =45°.

В) θ=90°

Таблица 6. Экспериментальные данные зависимости P(U) при θ =90°.

U,В	-600	-500	-400	-300	-200	-100
P	86	92	118	157	200	233

Продолжение таблицы 6:

U,В	0	100	200	300	400	500
P	251	236	206	167	127	99

Продолжение таблицы 6:

600

88

Рисунок 9. График зависимости P(U) при θ =90°.

Вывод

Мы ознакомились с электрооптическим модулятором на основе эффекта Поккельса.

На практике убедились в достоверности теоретических данных, а именно то, что при напряжении, соответствующем сдвигу фаз Δ=/2 (в нашем случае это 300 В) мы имеем круговую поляризацию. Это доказывает график для 300. Также при напряжении 600 В, что соответствует сдвигу фаз Δ=, мы имеем линейную поляризацию, перпендикулярную поляризации при нулевом сдвиге фаз.

При исследовании зависимости выходной мощности от приложенного напряжения, можно сделать вывод, что выходная мощность практически не будет зависеть от сдвига фаз при повороте анализатора на 45˚ (и скорее всего при 135˚, 225˚ и 315˚). При начальном положении анализатора (0˚) наблюдаем скрещенные поля, при 90˚ - коллинеарные.

При режиме удвоения частоты наблюдается непосредственно удвоение частоты входящего опорного сигнала. Получен при небольшом постоянном напряжении (20 В) и углом поворота анализатора 90˚.

Получен при так называемом четвертьволновом напряжении 300 В, дающим сдвиг фаз Δ=/2. Если анализатор повернут на 90˚, то имеем противофазный режим. Если анализатор в начальном положении, то синфазный.

Режим искажения был получен при постоянном напряжении 50 В. Если уменьшать амплитуду опорного сигнала, то искажение будет становиться сильнее.