Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра: ЭиЭ

Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯТОРА

Выполнил: студенты

гр. 4027/10

Амбросович В.А.

Ерин И.Е.

Ефимов А.С.

Коряковский А.В.

Сыропятов Д.А.

Проверил:_________

2013 г

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

Описание лабораторной установки: Лабораторная установка включает в себя маломощный гелий-неоновый лазер (l = 633 нм) с вертикальной линейной поляризацией излучения (рис. 4.2). Лазер укреплен на оптической скамье соосно с ЭОМ и фотоприемником. ЭОМ выполнен на основе кристалла КДР. В качестве анализатора используется пленочный поляроид призма. Крепление анализатора в модуляторе обеспечивает его вращение вокруг оси лазерного пучка на 360°.

Рис. 1. Структурная схема лабораторной установки

Область прозрачности модулятора 350...1200 нм. Напряжение полного просветления на длине волны 633 нм не более 700 В; потери света в режиме полного просветления – не более 30%; остаточный уровень светового потока в режиме полного затемнения – не более 7%. Диапазон частот модуляции 0.01...100 МГц.

Кристалл КДР снабжен электродами, благодаря которым создается поперечное электрическое поле по отношению к направлению распространения лазерного пучка. Использование продольного электрического поля улучшает частотные свойства ЭОМ за счет уменьшения паразитной межэлектродной емкости, но требует существенного повышения напряжения смещения. Регулируемое напряжение смещения подается на кристалл от стабилизированного источника питания. Для расширения диапазона исследования в источнике предусмотрена смена полярности напряжения смещения. Модулирующий синусоидальный сигнал поступает на вход ЭОМ от генератора.

Выход фотоприемника соединен с цифровым вольтметром, контролирующим сигнал, пропорциональный постоянной составляющей мощности излучения P _t, прошедшей модулятор. Переменная составляющая сигнала излучения Р _m регистрируется с помощью двухлучевого осциллографа, имеющего калиброванные входы. На второй вход осциллографа подается опорный сигнал от генератора.

Экспериментальные данные:

Зависимость пропускания ЭОМ от угла поворота анализатора:

P (Уровень выходного сигнала)	F (Угол поворота)
4,2
3,8
2,3
0,3
0,46
1,36
2,6
3,5
4,1
3,7
2,3
0,9
0,5
0,4
1,3
2,6
3,8

Зависимость пропускания ЭОМ от напряжения на ЭОМ, при минимальном угле пропускания (80˚):

U (Напряжение ЭОМ)	P (Уровень выходного сигнала)	P1 (Уровень выходного сигнала, обратная полярность)
	0,28	0,28
	0,33	0,24
	0,38	0,24
	0,45	0,25
	0,54	0,28
	0,64	0,32
	0,74	0,37
	0,86	0,44
		0,52
	1,18	0,62
	1,32	0,76
	1,48	0,88
	1,64
	1,82	1,15
	2,04	1,29
	2,18	1,46
	2,4	1,63
	2,57	1,82
	2,72
	2,9	2,18
	3,08	2,3

Осциллограммы опорного сигнала и переменной составляющей мощности излучения Р _m для различных режимов:

Удвоение частоты (U = 40 В, f = 21 Гц):

Режим искажения амплитуды для разных полярностей:

Выводы:

На основе газового разряда существует много приборов, гелий-неоновые лазеры, у которых все процессы происходят на тлеющем разряде. Также есть лазерное излучение, на него можно воздействовать ЭОМ или анализатором.

При распространении линейно поляризованного излучения лазера с длиной волны l и мощностью P ₀ вдоль геометрической оси z двулучепреломляющего кристалла происходит его разложение на взаимно перпендикулярно поляризованные “обыкновенный” и “необыкновенный” лучи, показатели преломления n _о и n_е для которых различны, причем n _е больше n_о. В результате “обыкновенный” луч распространяется быстрее “необыкновенного”, что после прохождения кристалла протяженностью l приводит к сдвигу фаз между лучами Dj = 2p(n_е – n_о) l /l.

---

Дата добавления: 2015-10-21