Реферат: Электрооптические модуляторы света

где мы положили

r₁₂ = - , г₂₃ = 1, а φ дается выражением

(13)

Фазовый сдвиг Ф после отражения определяется выражением (12) и может быть выражен через φ следующим образом:

(14)

В предельном случае, когда коэффициент отражения переднего зеркала равен нулю (R = 0), мы имеем Ф = - 2φ, т.е. фазовый сдвиг совпадает с полным оптическим фазовым сдвигом светового пучка, прошедшего через резонатор в прямом и обратном направлениях. Если коэффициент отражения больше нуля (R>0), то в асимметричном резонаторе Фабри-Перо фазовый сдвиг Ф существенно возрастает из-за многократных отражений (см. рис.5). Для пластинки, представляющей собой z-срез кристалла LiNbO₃ , фазовый сдвиг φ при наличии электрического поля дается выражением (7):

(7)

Кроме того, если к электрооптическому кристаллу приложено соответствующее смещающее напряжение, то в отсутствие модулирующего напряжения мы имеем φ = m_π . Таким образом, фазовый сдвиг Ф отраженного пучка можно записать в виде

(15)

Предположим теперь, что модулирующее напряжение мало, так что глубина фазовой модуляции

(16)

Заметим, что наличие переднего зеркала увеличивает глубину модуляции в раз. Например, при R = 0,9 глубина фазовой модуляции увеличивается в 38 раз. На Рис.6 представлена зависимость Ф от V/V_m . Выражение (16) является линейной аппроксимацией зависимости (15).

Приведенные два примера продемонстрировали, что оптическая обратная связь, создаваемая резонатором Фабри-Перо, значительно увеличивает длину взаимодействия и, следовательно, глубину модуляции при данной величине напряжения. Однако это увеличение возможно лишь для тех оптических частот, которые удовлетворяют условиям резонанса Фабри-Перо. Иными словами, к электрооптическому кристаллу необходимо приложить соответствующее смещающее напряжение.

Рис.6. Зависимость Ф от V при R = 0,95.

Поскольку фазовое смещение зависит от длины волны, на других длинах волн резонатор нельзя сместить в нужную рабочую точку. Следовательно, присутствие оптического резонатора уменьшает полосу пропускания модулятора на оптических частотах.