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1、光辐射的调制第1页，共81页，编辑于2022年，星期五在在光通信光通信系统中，系统中，需要把声音、图像、数据信息加载到光波上需要把声音、图像、数据信息加载到光波上进行传输。进行传输。在在光电检测光电检测系统中，系统中，使探测光为调制光，可以比非调制光使探测光为调制光，可以比非调制光 具有更强的抗干扰能力。具有更强的抗干扰能力。调制的目的调制的目的：光信息系统的信号加载与控制光信息系统的信号加载与控制 调制的内容：调制的内容：是指改变光波振幅、强度、相位是指改变光波振幅、强度、相位或频率、偏振等参数，使之携带信息的过程。或频率、偏振等参数，使之携带信息的过程。第2页，共81页，编辑于2022年，
2、星期五光调制的优点光调制的优点:1.容量大容量大2.易加载易加载3.距离远距离远4.易保密易保密5.抗电磁干扰能力强抗电磁干扰能力强第3页，共81页，编辑于2022年，星期五 光光调制的方法：调制的方法：l l传统方法：调制盘（对光辐射强度进行调制）；传统方法：调制盘（对光辐射强度进行调制）；传统方法：调制盘（对光辐射强度进行调制）；传统方法：调制盘（对光辐射强度进行调制）；l l现代方法现代方法现代方法现代方法：利用外场的微扰引起介质的非线性极化，：利用外场的微扰引起介质的非线性极化，：利用外场的微扰引起介质的非线性极化，：利用外场的微扰引起介质的非线性极化，从而改变介质的光学性质。在外场下
3、利用光和介质的从而改变介质的光学性质。在外场下利用光和介质的从而改变介质的光学性质。在外场下利用光和介质的从而改变介质的光学性质。在外场下利用光和介质的相互作用而实现对光辐射振幅频率、相位等参数的调相互作用而实现对光辐射振幅频率、相位等参数的调相互作用而实现对光辐射振幅频率、相位等参数的调相互作用而实现对光辐射振幅频率、相位等参数的调制。制。制。制。第4页，共81页，编辑于2022年，星期五 光辐射的现代调制方法：光辐射的现代调制方法：l l按调制是在光源内发生还是光源外进行分按调制是在光源内发生还是光源外进行分：内调制内调制内调制内调制和和和和外调制外调制外调制外调制l l内调制内调制内调制
4、内调制：将欲传输的信号直接加载于光源，以改将欲传输的信号直接加载于光源，以改将欲传输的信号直接加载于光源，以改将欲传输的信号直接加载于光源，以改变光源的输出特性来实现调制；只适用于一些特变光源的输出特性来实现调制；只适用于一些特变光源的输出特性来实现调制；只适用于一些特变光源的输出特性来实现调制；只适用于一些特定的光源，如定的光源，如定的光源，如定的光源，如LDLD和和和和LEDLED的直接调制的直接调制的直接调制的直接调制 例：例：例：例：对半导体激光器的驱动电源用调制信号直接对半导体激光器的驱动电源用调制信号直接对半导体激光器的驱动电源用调制信号直接对半导体激光器的驱动电源用调制信号直接控
5、制，实现对所发射激光强度的调制；控制，实现对所发射激光强度的调制；控制，实现对所发射激光强度的调制；控制，实现对所发射激光强度的调制；又如：把调制元件放在谐振腔内，用欲传输的信号又如：把调制元件放在谐振腔内，用欲传输的信号又如：把调制元件放在谐振腔内，用欲传输的信号又如：把调制元件放在谐振腔内，用欲传输的信号控制调制元件物理性质的变化而改变光腔参数，从而控制调制元件物理性质的变化而改变光腔参数，从而控制调制元件物理性质的变化而改变光腔参数，从而控制调制元件物理性质的变化而改变光腔参数，从而调制激光输出。调制激光输出。调制激光输出。调制激光输出。第5页，共81页，编辑于2022年，星期五l l外
6、调制：将光源与调制器分开设立，在光源外的外调制：将光源与调制器分开设立，在光源外的外调制：将光源与调制器分开设立，在光源外的外调制：将光源与调制器分开设立，在光源外的光路上放置调制器，将欲传输的信号加载于调制光路上放置调制器，将欲传输的信号加载于调制光路上放置调制器，将欲传输的信号加载于调制光路上放置调制器，将欲传输的信号加载于调制器，透过光的物理性质将发生变化，实现调制。器，透过光的物理性质将发生变化，实现调制。器，透过光的物理性质将发生变化，实现调制。器，透过光的物理性质将发生变化，实现调制。电光调制电光调制电光调制电光调制 声光调制声光调制声光调制声光调制 磁光调制磁光调制磁光调制磁光调
7、制 热光效应热光效应热光效应热光效应外调制技术适用于外调制技术适用于所有所有光源。光源。第6页，共81页，编辑于2022年，星期五 常用方法常用方法:机电振子、旋转调光盘等机电振子、旋转调光盘等2.1 2.1 机械调制机械调制简单易行简单易行 调制原理调制原理：用遮光或改变透过率方式作光通量用遮光或改变透过率方式作光通量的幅度调制。的幅度调制。应用：常用于光电探测中需要抗干扰的场合应用：常用于光电探测中需要抗干扰的场合NMNMN 缺点：难进行高频调制、体积较大等缺点：难进行高频调制、体积较大等第7页，共81页，编辑于2022年，星期五2.1 2.1 机械调制机械调制利用斩波器通断光通量，使探测
8、利用斩波器通断光通量，使探测光成为调制光。光成为调制光。调制光并配上合适的有源带通滤波器，以克服杂调制光并配上合适的有源带通滤波器，以克服杂散光的干扰散光的干扰。斩波器斩波器有源带通滤有源带通滤波器波器第8页，共81页，编辑于2022年，星期五探测器输出的光电流探测器输出的光电流设计有源带通滤波器，设计有源带通滤波器，f f0 0为方波频率。通频带为方波频率。通频带f f窄，窄，杂散光被滤去。杂散光被滤去。第9页，共81页，编辑于2022年，星期五优点：容易实优点：容易实现；能对辐射现；能对辐射的任何光谱成的任何光谱成分进行调制。分进行调制。缺点：有运动缺点：有运动部分，寿命较部分，寿命较短，
9、体积较大短，体积较大，调制频率不，调制频率不高。高。一些机械调制装置一些机械调制装置第10页，共81页，编辑于2022年，星期五2.2 2.2 电光调制电光调制在强电场作用下介质折射率改变而产生在强电场作用下介质折射率改变而产生的光调制。的光调制。适用于单色光源。适用于单色光源。一、一、物理基础：物理基础：电光效应电光效应 线性电光效应线性电光效应（PockelsPockels，1893年）二次电光效应二次电光效应（KerrKerr，1875年）介质原本是单轴晶体。介质原本是单轴晶体。介质原本是各向同性晶体。介质原本是各向同性晶体。电光调制基于电光调制基于线性电光效应。线性电光效应。第11页，
10、共81页，编辑于2022年，星期五晶体的结构特征晶体的结构特征l空间点阵：晶体是由原子、分子或离子在空间按照一定的规则周期性排列形成的一种晶态固体。l结点：晶体中的微粒叫基元，又叫结点。l点阵：全部结点的总称叫点阵。l晶格：格子状结构的点阵就叫晶格。l格点：=结点l晶胞：周期重复的最小基本（结构）单位周期重复的最小基本（结构）单位l晶胞常量晶胞常量第12页，共81页，编辑于2022年，星期五l布喇菲点阵：根据空间对称性，可以有布喇菲点阵：根据空间对称性，可以有14种点阵，种点阵，称布喇菲点阵，或称称布喇菲点阵，或称14种晶胞种晶胞l14种晶胞共分种晶胞共分7个晶系：个晶系：三斜、单斜、正交（斜
11、方）、三斜、单斜、正交（斜方）、正方（四角）、立方、三角、六角正方（四角）、立方、三角、六角l布喇菲点阵布喇菲点阵第13页，共81页，编辑于2022年，星期五三角六角三斜立方正交（斜方）正方单斜第14页，共81页，编辑于2022年，星期五晶体的基本性质晶体的基本性质l1.自限性：晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体的能力。l2.晶面角守恒：指同一品种的晶体，两个对应的晶棱间的夹角恒定不变。l3.均匀性：晶体在不同的位置上具有相同的物理性质。l4.最小内能性：长程有序性l5.各向异性：晶体的宏观性质随观察方向的不同而不同。典型体现：晶体的解理、双折射。l6.对称性第15页，共81页，编辑于202
12、2年，星期五光在晶体中的传播特性光在晶体中的传播特性l光在晶体中的传播实际是光与晶体相互作用的结果：l介质受到光波电场E作用后产生极化,极化强度用极化强度矢量P来表示,P与E之间的关系用宏观物理量极化率来描述l光辐射场对晶体的极化影响综合效果集中表现为介电常量的变化，从而引起折射率变化从而引起折射率变化：第16页，共81页，编辑于2022年，星期五 通常材料的介电常量通常材料的介电常量 与外电场无关，但当外加电场与外电场无关，但当外加电场较强时，介电常量便有微小的变化，从而引起折射率变化：较强时，介电常量便有微小的变化，从而引起折射率变化：、为常量常量线性电光效应，或线性电光效应，或Pocke
13、ls效应（效应（KDP、LiNbO3）二次电光效应，或二次电光效应，或Kerr效应效应（BaTiO3、硝基苯液体）、硝基苯液体）、k由介质本身的性质决定，取决于晶体本身的结构和对称性。现在讨论现在讨论线性电光效应线性电光效应 第17页，共81页，编辑于2022年，星期五 在晶体的介电坐标系中，无外加电场时，描述晶体光学在晶体的介电坐标系中，无外加电场时，描述晶体光学性质的折射率椭球方程为性质的折射率椭球方程为 其中下标其中下标1，2，3分别表示坐标分别表示坐标 x、y、z。当当晶晶体体施施加加任任意意电电场场时时，晶晶体体的的折折射射率率发发生生变变化化，可可以以把把电电场场对对晶晶体体的的这
14、这种种作作用用归归结结为为折折射射率率椭椭球球系系数数的的改改变变。因因此此，当当有有电电场场存存在在时时，折折射射率率椭椭球球在在介电主轴座标系中的方程为介电主轴座标系中的方程为其中其中是对称二阶张量是对称二阶张量 x1x20n2n1n3对于任一特定的晶体，折射率椭球由其光学性质（主介电常数或主折射率）唯一地确定。第18页，共81页，编辑于2022年，星期五采用下采用下标简标简化形式以化形式以 表示表示，则则的下的下标为标为 11，22，33，23(32)，31(13)，12(21)1,2,3,4,5,6有有6个独立的分量。个独立的分量。无无电场时电场时，于是，于是第19页，共81页，编辑于
15、2022年，星期五施加施加电场时电场时，折射率，折射率椭椭球系数的改球系数的改变变量量与外加与外加电场电场成正比，即成正比，即 其中其中称称为电为电光系数光系数张张量，共有量，共有18个元素，个元素，可表示可表示为为6 3 的矩的矩阵阵。第20页，共81页，编辑于2022年，星期五 由于电光晶体的对称性使电光系数减少，由于电光晶体的对称性使电光系数减少，具有对具有对称中心的晶体，其电光系数都为零，故这种晶体不产称中心的晶体，其电光系数都为零，故这种晶体不产生线性电光效应生线性电光效应；在没有对称中心的；在没有对称中心的21个点群中，有个点群中，有20个点群具有线性电光系数个点群具有线性电光系数
16、。常用的电光晶体的电光系数值，可查阅有关书籍和常用的电光晶体的电光系数值，可查阅有关书籍和技术手册，当掌握了电光系数后，可由上式解出技术手册，当掌握了电光系数后，可由上式解出 对对电场的依赖关系，最后代入折射率椭球方程式。电场的依赖关系，最后代入折射率椭球方程式。第21页，共81页，编辑于2022年，星期五晶体的双折射晶体的双折射l定义:是指光在各向异性介电晶体中传播时,分为两束偏振方向不同的光,向两个方向折射l通常情况下,o光与 e光的传播方向不同各向同性介质各向同性介质双折射现象双折射现象外加强电场外加强电场单色自然光单色自然光晶体的截面晶体的截面O O光光e e光光第22页，共81页，编
17、辑于2022年，星期五电光效应电光效应l定义定义:当足够强的外电场影响到晶体中的原子、分子的排列以及它们之间的相互作用,这种内部的,微观的变化就导致晶体在宏观上表现出极化强度及折射率也各向异性地发生变化，由由于极化而出现光学特性（各向异性）的改变，于极化而出现光学特性（各向异性）的改变，影响到光波在介质中的传播特性。影响到光波在介质中的传播特性。l电光效应电光效应实质实质：在光波电场与外电场的共同作：在光波电场与外电场的共同作用下，使介质出现非线性的极化过程。用下，使介质出现非线性的极化过程。第23页，共81页，编辑于2022年，星期五KDP晶体的线性电光效应l常用的电光晶体是一些各向异性的光
18、学晶体，如磷常用的电光晶体是一些各向异性的光学晶体，如磷酸二氢钾酸二氢钾 ，磷酸二氘钾磷酸二氘钾 ，磷酸二氢氨磷酸二氢氨 ，铌酸锂，铌酸锂 (记为记为 )等。以下结合等。以下结合 加以加以说明。说明。l 晶体是人工生长的KH2PO4单晶的简称，为单轴为单轴晶体，属立方晶系的点群。有晶体，属立方晶系的点群。有 ，。光轴光轴:晶体中有一个方向，光沿这个方向晶体中有一个方向，光沿这个方向传播不发生双折射，这个方向叫做光轴。传播不发生双折射，这个方向叫做光轴。Zxy第24页，共81页，编辑于2022年，星期五1.1.的纵向电光效应的纵向电光效应KDPKDP负单轴晶体负单轴晶体 强电场强电场E/ZE/Z
19、轴轴,KDP,KDP由单轴晶体变为双轴变为双轴晶体；线偏振光沿晶体；线偏振光沿Z Z轴入射，分解成轴入射，分解成X X、Y Y方向上方向上振幅相同振幅相同、但、但传播速度不同传播速度不同的的两个线偏振光。两个线偏振光。光传播方向与电光传播方向与电场方向一致场方向一致起偏器第25页，共81页，编辑于2022年，星期五 lKDP晶体沿晶体沿z轴加电场时，由单轴晶体变成了双轴轴加电场时，由单轴晶体变成了双轴晶体，折射率椭球的主轴绕晶体，折射率椭球的主轴绕z轴逆时针旋转了轴逆时针旋转了450角，角，此转角与外加电场的大小无关。此转角与外加电场的大小无关。第26页，共81页，编辑于2022年，星期五在新
20、的感应折射率主轴座标系在新的感应折射率主轴座标系下，下，折射率椭球方程变为折射率椭球方程变为沿光轴加电场后，沿光轴加电场后，xoy截面由圆变为截面由圆变为椭圆椭圆三个感应主轴的折射率分别为三个感应主轴的折射率分别为xyxy沿沿x方向偏振的方向偏振的传播速传播速度加大，度加大，x叫快轴叫快轴；沿沿y方向偏振的方向偏振的传播传播速度减小，速度减小，y 叫慢轴叫慢轴。式中，式中，n no o为为KDPKDP晶体晶体o o光折射率，光折射率，为电光系数。为电光系数。相速度相速度第27页，共81页，编辑于2022年，星期五X X、Y Y方向两偏振光射出晶体时有光程差方向两偏振光射出晶体时有光程差:则相位
21、差为：则相位差为：半波电压半波电压 :造成光程差造成光程差电光相位延迟电光相位延迟：在：在X、Y两个方向的传播速度如果不同两个方向的传播速度如果不同,则在传播过则在传播过程中会产生相位延迟的现象，即产生相位差。程中会产生相位延迟的现象，即产生相位差。第28页，共81页，编辑于2022年，星期五2.2.的横向电光效应的横向电光效应光传播方向与电光传播方向与电场方向垂直场方向垂直对对KDPKDP晶体采用晶体采用45-Z45-Z切。强电场切。强电场E/ZE/Z轴轴,KDP,KDP变变为双轴晶体。为双轴晶体。入射光沿入射光沿X X轴方向进入晶体，其偏轴方向进入晶体，其偏振方向与振方向与Z Z、Y Y成
22、成4545，在晶体中分解为，在晶体中分解为Z Z、Y Y方方向两个振幅相同的线偏振光。向两个振幅相同的线偏振光。第29页，共81页，编辑于2022年，星期五与与Z Z轴对应的主折射率：轴对应的主折射率：与与Y Y轴对应的主折射率：轴对应的主折射率：式中式中n ne e是晶体是晶体e e光折射率，光折射率，E=U/dE=U/d，U U为外加电压。为外加电压。两个线偏振光射出晶体时有光程差：两个线偏振光射出晶体时有光程差：则相位差为：则相位差为：l横向电光效应包含了自然双折射造成的相位差，易受温度影响。横向电光效应包含了自然双折射造成的相位差，易受温度影响。采用组合调制器进行补偿。采用组合调制器进
23、行补偿。自然双折射造成的相位差自然双折射造成的相位差电光效应引起的相位差电光效应引起的相位差第30页，共81页，编辑于2022年，星期五消除自然双折射消除自然双折射横向电光效应的优点：横向电光效应的优点：适当地增加适当地增加 L/d L/d，就可以增强电光效应的作用而降，就可以增强电光效应的作用而降低晶体上所需的电压；电极设在横向，不影响光的低晶体上所需的电压；电极设在横向，不影响光的传播；在外加电压传播；在外加电压 U U一定时，加长晶体通光长度并一定时，加长晶体通光长度并不影响晶体内的电场强度，因而可以加长晶体长度不影响晶体内的电场强度，因而可以加长晶体长度获得较大的相位延迟。获得较大的相
24、位延迟。半波电压半波电压 为为:通常，纵向通常，纵向 是数千伏，是数千伏，横向横向 只是数百只是数百伏。伏。第31页，共81页，编辑于2022年，星期五3.3.电光晶体材料电光晶体材料 用于线性电光效应的电光晶体，除要求电光效用于线性电光效应的电光晶体，除要求电光效应强以外，还需综合考虑：应强以外，还需综合考虑：对使用的波段要有较高的透过率；光学均匀性好、对使用的波段要有较高的透过率；光学均匀性好、耐压高；对光波和调制波的损耗小；折射率随温度耐压高；对光波和调制波的损耗小；折射率随温度的变化较小；的变化较小；化学性质稳定，易于获得大尺寸晶体等。化学性质稳定，易于获得大尺寸晶体等。、在可见和近红
25、外区主要有在可见和近红外区主要有KDPKDP类晶体、类晶体、LiTaOLiTaO3 3、LiNbOLiNbO3 3、KTNKTN等。等。在中红外区有在中红外区有GaAsGaAs、CuclCucl、CdTeCdTe等。等。KDPKDP类晶体、类晶体、LiNbOLiNbO3 3（LNLN）晶体应用广泛。）晶体应用广泛。见表见表2.12.1第32页，共81页，编辑于2022年，星期五二、电光强度（或振幅）调制二、电光强度（或振幅）调制在在PockelsPockels效应中，通过晶体的两正交线偏振光效应中，通过晶体的两正交线偏振光形成了固定的相位差形成了固定的相位差。在晶体的光在晶体的光输出端后置输出
26、端后置检偏器检偏器P P2 2，使使N N2 2NN1 1。透过检偏器透过检偏器P P2 2的光强的光强I I2 2便受到电信号的调制。便受到电信号的调制。横向电光调制装置横向电光调制装置第33页，共81页，编辑于2022年，星期五纵向电光强度调制装置纵向电光强度调制装置第34页，共81页，编辑于2022年，星期五入射光入射光P1Iixyzx y P2Io调制光调制光VL起偏器起偏器/4波片波片检偏器检偏器 纵向电光强度调制纵向电光强度调制下面详细分析纵向电光调制：下面详细分析纵向电光调制：电光晶体(KDP)置于两个成正交的偏振器之间，其中起偏器P1的偏振方向平行于电光晶体的x轴，检偏器P2的
27、偏振方向平行于y轴，当沿晶体z轴方向加电场后，它们将旋转45o变为感应主轴x,y。因此，沿z轴入射的光束经起偏器变为平行于x轴的线偏振光，进入晶体后(z=0)被分解为沿x和y方向的两个分量，两个振幅(等于入射光振幅的1/）和相位都相等分别为：第35页，共81页，编辑于2022年，星期五或采用复数表示，或采用复数表示，即即由于光强正比于电场的平方，因此，入射光强度为由于光强正比于电场的平方，因此，入射光强度为当光通过长度为当光通过长度为L的晶体后，由于电光效应，的晶体后，由于电光效应，E x和和E y二二分量间就产生了一个相位差分量间就产生了一个相位差 ，则，则 (1)第36页，共81页，编辑于
28、2022年，星期五yYxX45o45o(2)与之相应的输出光强为：与之相应的输出光强为：注意公式：注意公式：(3)将出射光强与入射光强相比将出射光强与入射光强相比(1)公式公式/(2)公式公式得得透过率透过率为：为：第37页，共81页，编辑于2022年，星期五其中其中为检为检偏器的最大偏器的最大输输出光出光强强。显显然，然，检检偏器的偏器的输输出光出光强强是是电压电压V的函数。的函数。当当时时，出，出现现消光消光现现象。象。时时，光，光强强有最大有最大值值 可见出射光强随外加电压而变，如果把信号加在晶体上，输出光强就随信号而变，就为信号所调制。第38页，共81页，编辑于2022年，星期五根据上
29、述关系可以画出光强调制特性曲线。根据上述关系可以画出光强调制特性曲线。在一般情况下，调制器的输出特性与外加电在一般情况下，调制器的输出特性与外加电压的关系是非线性的压的关系是非线性的。50100透过率(%)0透射光强时间电压调制电压VV/2电调制特性曲线电调制特性曲线若调制器工作在非线性部分若调制器工作在非线性部分,则调制光将发生畸变。为了获得线则调制光将发生畸变。为了获得线性调制，可以通过引入一个固定的性调制，可以通过引入一个固定的 /2相位延迟，使调制器的相位延迟，使调制器的电压偏置在电压偏置在T50的工作点上。常用的办法有两种：的工作点上。常用的办法有两种：第39页，共81页，编辑于20
30、22年，星期五其一，除了施加信号电压之外，再附加一个其一，除了施加信号电压之外，再附加一个 V/4 的固定偏压，但的固定偏压，但会增加电路的复杂性，且工作点的稳定性也差。会增加电路的复杂性，且工作点的稳定性也差。其二，在光路上插入一个其二，在光路上插入一个14波片波片(3.2-5图图)其快慢轴与晶体主轴其快慢轴与晶体主轴x成成45o 角，使角，使E x和和E y二分量间产生二分量间产生 /2 的固定相位差。的固定相位差。(3.2-30)式中式中的总相位差的总相位差 m=Vm/V （相当于（相当于3.2-30式中的式中的 ）是相应于外加调制信号）是相应于外加调制信号vm的的相位延迟。其中相位延迟
31、。其中Vm sinmt 是外加调制信号电压。是外加调制信号电压。第40页，共81页，编辑于2022年，星期五因此，调制的透过率可表示为因此，调制的透过率可表示为利用贝塞尔函数恒等式将上式利用贝塞尔函数恒等式将上式展开，得展开，得由此可见，输出的调制光中含有高次诣波分量，使调制由此可见，输出的调制光中含有高次诣波分量，使调制光发生畸变。为了获得线性调制，必须将高次光发生畸变。为了获得线性调制，必须将高次第41页，共81页，编辑于2022年，星期五谐波控制在允许的范围内。设基频波和高次谐波的幅值分别为谐波控制在允许的范围内。设基频波和高次谐波的幅值分别为I1和和I2n+1,则高次谐波与基频波成分的
32、比值为则高次谐波与基频波成分的比值为若取若取 1rad，则则J1(1)=0.44,J3(1)=0.02,所以所以I3/I 1=0.045，即三次谐波为基波的，即三次谐波为基波的4.5%。在这个范围内可。在这个范围内可以获得近似线性调制，因而取以获得近似线性调制，因而取 作为线性调制的判据。作为线性调制的判据。此时此时 代入（代入（3.2-32)式式得得 第42页，共81页，编辑于2022年，星期五 sin(m sinmt)的的 m 若远远小于若远远小于1，则则:为了获得线性调制，要求调制信号不宜过大为了获得线性调制，要求调制信号不宜过大(小信号调制小信号调制)，那么输出的光强，那么输出的光强调
33、制波就是调制信号调制波就是调制信号V=Vm sinmt 的线性复现。如果的线性复现。如果 m 0K0），介质为正旋体，），介质为正旋体，光矢左旋（光矢左旋（K0K0），介质为负旋体。），介质为负旋体。非互易性的直接应用是光隔离器。非互易性的直接应用是光隔离器。在法拉第效应装置中，设计在法拉第效应装置中，设计N N1 1、N N2 2成成4545角，线圈电流角，线圈电流产生的磁场造成旋光角产生的磁场造成旋光角4545。入射线偏振光的光矢右旋入射线偏振光的光矢右旋4545，刚好通过检偏器，光，刚好通过检偏器，光从左向右导通从左向右导通；若光从检偏器端射入，线偏振光通若光从检偏器端射入，线偏振光通过
34、介质仍然右旋过介质仍然右旋4545，光矢与，光矢与N N1 1方向垂直，不能通过起方向垂直，不能通过起偏器，从右向左不导通。偏器，从右向左不导通。光隔离器是光通信系统中必不可少的器件。光隔离器是光通信系统中必不可少的器件。第80页，共81页，编辑于2022年，星期五2.2.克尔效应克尔效应反射光的偏振方向随磁场改变的现象反射光的偏振方向随磁场改变的现象。克尔效应主要应用在光磁存储中。克尔效应主要应用在光磁存储中。光波在铁磁材料表面反射时，光波在铁磁材料表面反射时，铁磁材料（如铁磁材料（如YIGYIG）的）的磁化强度比非铁磁介质强得多。磁化强度比非铁磁介质强得多。二、磁光调制二、磁光调制：饱和磁饱和磁化强度化强度 基于法拉第效应。基于法拉第效应。随电信号改变，随电信号改变，从而使出射光被调制。从而使出射光被调制。目前只在红外波段（目前只在红外波段（1 15 5）mm实现，调制频率不高。实现，调制频率不高。第81页，共81页，编辑于2022年，星期五