帝國州大廈

[拼音]：guangtiaozhi

[英文]：optical modulation

使光波的某些引數如振幅、頻率、相位、偏振狀態和持續時間等按一定的規律變化的方法。實現光調製的裝置稱為光調製器。光調製技術已廣泛應用於光通訊、測距、光學資訊處理、光儲存和顯示等方面。

光調製方法分直接調製、腔內調製和腔外調變三種。

（1）直接調製法：外加訊號直接控制鐳射器的泵浦源，如控制半導體鐳射器的注入電流，從而使鐳射的某些參量得到調製。

（2）腔內調製：腔內調製是通過改變鐳射器的引數如增益、諧振腔Q值或光程等實現的，主要用於Q開關、腔測空、鎖模等技術。腔內調製又分為被動式與主動式兩類。

（3）腔外調變：只改變腔外光波引數而不影響鐳射振盪本身的一種調製方法，主要用於光偏轉、掃描、隔離、調相、調幅和斬波等方面。腔外調變一般都採用主動方式。

被動調製

這種調製利用某些吸收波長與鐳射波長一致的可飽和吸收體(如染料)的非線性吸收特性。把一個染料盒置於鐳射腔內可以構成一個被動式Q開關，開關時間一般為10-8～10-9秒。這種方法比較簡單、經濟，但開關時間不能精確控制。此外，染料的壽命較短。採用恢復吸收率的馳豫時間短的染料溶液可以實現鐳射器的鎖模工作，獲得10-10～10-13秒的超短脈衝。

主動調製

包括機械調製、電光調製、聲光調製和磁光調製等。

機械調製

利用放在腔內的高速旋轉體，如反射鏡或全反射稜鏡來控制光學諧振腔的Q值變化，可以實現Q調製。這種調製方法簡單，插入損耗低，有較高的抗破壞能力，但開關速度低（～0.1微秒），需要使用高速馬達。在腔外用高速旋轉的開縫轉盤很容易製成光斬波器，實現光強的低頻調製。

電光調製

利用某些晶體、液體或氣體在外加電場作用下折射率發生變化的現象進行調製。電光調製分為線性電光調製和平方電光調製兩種。

（1）線性電光調製：所用介質折射率的變化與電場強度成線性關係（泡克耳斯效應）。常見的線性電光調製又分縱向電光調製和橫向電光調製兩種。縱向調製裝置(圖1)採用磷酸二氫鉀(KDP)、磷酸二氫銨(ADP)等晶體，使入射光的振動方向平行於晶軸x1或x2。沿光軸x3方向加上電場，這時晶體呈雙折射性，有一對與原晶軸(x1，x2)成45°的感應軸(x姈，x娦)。振動方向沿感應軸和垂直於感應軸的光的兩個分量的相位差，隨外加電壓的變化而變化。光束通過晶體後，其偏振狀態受到調製。再通過圖中所示的檢偏器，光的振幅受到調製。用稍微不同一點的裝置可以獲得相位調製。橫向調製典型裝置（圖2）採用鉭酸鋰、砷化鎵等晶體，入射光的振動方向與晶體x3軸成45°，晶體中外加電場方向垂直於光束方向。這種調製方式的調製度與晶體的長寬比有關，可以用增加長寬比的方法來降低晶體上所需的電壓。

（2）平方電光調製：所用介質感生的光學雙折射是外加電場強度的二次函式（克爾效應）。這類介質有晶體（如鉭鈮酸鉀）和液體（如硝基苯、溴化苯等）。利用克爾效應進行調製的方法稱為平方電光調製。

聲光調製

利用光在聲場中的衍射現象進行調製。當聲波傳入到介質中時，介質中存在著疏密波，介質的折射率也相應地發生週期性的變化，形成以聲波波長值為常數的等效相位光柵。當光束以一定的角度入射到此介質中時，光束即發生衍射（圖3）。衍射光的強度、頻率和方向都隨聲場的變化而變化。這樣，就可以實現光束的調製和偏轉。聲光衍射可分為喇曼-奈斯衍射和布喇格衍射兩種。後者衍射效率高，常被採用。聲光調製器通常由電聲換能器、聲光介質和吸聲裝置組成。聲光調製具有驅動功率低、光損耗小、消光比高等優點。