相位调制器原理解析

电-光效应

将一个 电场施加在光学介质上 ， 电子就在电场方向（ 与垂直于电场的方向相比 ）产生有限运动 ，因此，在该电场作用下， 材料会变成线性双折射 ，这就是众所周知的电-光效应。

下面讨论如图所示的结构布局。 入射光与电场成45°线性偏振 ，电场在垂直于光传播的方向上作用在介质上。由电场感应的线性双折射将在与电场平行和正交方向的两个入射光分量间产生相移，形成椭圆偏振光。

当然，若偏振器的接受方向平行于入射的偏振方向，在没有电场时，所有光都能通过；如果施加上电场，通过的光能量的比例将取决于椭球的形式，之后还取决于电场引入的相位延迟，因此可以利用电场调制光强度。电-光效应对于光的调制是非常有用的。

半波电压公式推导：

在X切银酸锂晶体上施加横向电场后，电光效应引起的折射率变化在光波导横截面范围内可以写成:

积分区域为电光相互作用的区域。 光波的相位变化为 :

所以，可得出 TE模在波导中传播的相位变化和电极电压的关系为 :

将输出光信号的相位改变pi时所需的电压定义为半波电压Vπ，可得 相位调制器半波电压为 :

而当LiNbO3晶体的M-Z型电光调制器（双臂调制-GSG），由于采用了推挽式结构，半波电压为相位调制器的1/2，即为：

一些参数及单位换算如下：