实验报告电子版实验报告.doc

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1、晶体的电光效应学号：37073112姓名：蔡正阳日期：2009年4月23日五、数据处理1.研究LN单轴晶体的干涉：（1）单轴锥光干涉图样：调节好实验设备，当LN晶体不加横向电压时，可以观察到如图现象，这是典型的汇聚偏振光穿过单轴晶体后形成的干涉图样。（2）晶体双轴干涉图样：打开晶体驱动电压，将状态开关打在直流状态，顺时针旋转电压调整旋钮，调整驱动电压，将会观察到图案由一个中心分裂为两个，这是典型的汇聚偏振光穿过双轴晶体后形成的干涉图样，它说明单轴晶体在电场的作用下变成了双轴晶体2.动态法观察调制器性能：（1）实验现象

2、：当V1=143V时，出现第一次倍频失真：当V2=486V时，信号波形失真最小，振幅最大（线性调制）：当V3=832V时，出现第二次倍频失真：（2）调制法测定LN晶体的半波电压：晶体基本物理量5mm30mm632.8nm2.286第一次倍频失真对应的电压V1=143V，第二次倍频失真对应的电压V3=832V。故。由得：3.电光调制器T-V工作曲线的测量：（1）原始数据：电压V/V功率P/mV电压V/V功率P/mV00.3165500.507500.36000.5511000.2966500.5831500.29670

3、00.6052000.3037500.6262500.3168000.6363000.3358500.6443500.3669000.6424000.4069500.6374500.44410000.6275000.474依据数据作出电光调制器P-V工作曲线：（2）极值法测定LN晶体的半波电压：从图中可以看到，V在100~150V时取最小值，在800~850V时取最大值。分别在这两个区域内每隔5V测量一次，原始数据如下：电压V/V功率P/mV电压V/V功率P/mV1000.3018000.6521050.298805

4、0.6571100.2978100.6511150.2998150.651200.3018200.651250.3038250.6491300.3028300.6451350.3038350.6431400.3038400.6431450.3028450.6431500.3038500.642比较数据可以得出，极小值大致出现在，极大值大致出现在，由此可得由得：4.测量值与理论值比较：晶体基本物理量：5mm30mm632.8nm2.286算出理论值。与理论值相比，调制法测量结果相对误差约6.1%，极值法测量结果误差约7

5、.1%，实验值与理论值符合较好。其中，动态法比极值法更精确。5.讨论实验中观察到的输出波形和畸变产生的原因：根据理论计算，当V=0时，T应当为极小值（T=0），然而从实验测量出的T-V图中可以发现，当V=0时，T不为零，且极小值也不出现在V=0处，对此我们可以归纳出以下几种可能原因：（1）由于在调试前后两个偏振片过程中，难以保证其起偏方向完全垂直，这就导致了极小值点偏离V=0点。（2）由于工艺上的原因，前后两个偏振片即使在完全垂直的情况下，也不可能完全消光，总会有光线透过，因此，极小值点之值大于零。输出波形畸变产生的

6、原因：根据数学推导可得，光强透过率：（1）当时，工作点落在线性工作区的中部，将代入得：这时，调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。（2）当或，时，同理可得，这时输出光的频率是调制信号的两倍，即产生“倍频”失真。六、选作实验：测量1/4波片的：转过角度输出波形特点86°线性调制175°倍频失真264°线性调制355°倍频失真在实验中，去掉晶体上所加的直流偏压，把1/4波片置入晶体和偏振片之间，绕光轴缓慢旋转时，可以看到输出信号随着发生变化，其现象与改变直流偏压效果相同：根据数学推导，光强透过率为：与前面的公

7、式类比，可发现式中的即相当于原先公式中的“”。在从倍频失真到线性调制的过程中，由于1/4波片旋转了90°，透射光相位改变了（o光转化为e光或相反），而相应的“”改变了/2，故有：即1/4波片的。七、实验后思考题：1.铌酸锂在施加电场前后有什么不同？是否都存在双折射现象？答：铌酸锂在未施加电场时是单轴晶体，不存在双折射，施加电场后铌酸锂为双轴晶体，存在双折射。2.为什么1/4波片也可以改变电光晶体的工作点？答：1/4波片是一块具有特定厚度的双轴晶体，光线透过1/4波片后会分解为o光和e光，两者的相位差为。将1/4波片引

8、起的相位差考虑之后可得光强透过率：当起始光偏振方向垂直于1/4波片的光轴时，透射光全为o光，此时=0，代入上式可得：此时调制器输出的波形和调制信号的频率相同，即线性调制。旋转1/4波片，当起始光偏振方向平行于1/4波片的光轴时，透射光全为e光，此时，代入上式可得：这时输出光的频率是调制信号的两倍，即产生“倍频”失真。因此，旋转1/4波片可以改变