基于光学偏置的聚合物电光调制器研究

分析了两种使Mach-Zehnder调制器实现光学偏置的方法,即路径非对称和折射率非对称的波导设计。采用有限差分束传播法(FD-BPM)对两种基于光学偏置的Mach-Zehnder型电光调制器进行了模拟仿真研究,仿真结果显示两种光学偏置方法均实现了在转换函数的线性区域建立工作点的目标,并且分别得到了26 dB和23 dB的消光比输出。

石英晶体光学电压传感器传感特性实验研究

实验研究基于石英晶体的光学电压传感特性,包括不同光轴偏转角和检偏器角度对传感器输出信号的影响。光学传感单元包括1块石英晶体和2个偏振器,当所用石英晶体的尺寸为6 mm×6 mm×23 mm,工作光源波长为1 550 nm时,晶体的光轴偏转角可选取约为4°,且检偏器角度可选取约为15~25°,此时可获得相对较大的电压测量灵敏度和线性测量范围。实验测量125 V^4.5 k V范围内的工频电压,电压测量灵敏度约为0.294 V/k V,实验数据的非线性误差低于0.21%。

基于水热法生长的硅酸铋晶体光学电压传感器

提出一种基于水热法生长的硅酸铋（BSO,Bi12SiO20）晶体型光学电压传感器,其 电压传感单元主要包括一块BSO晶体和两个偏振器,不需要附加1/4波片。实验结果表明 ,所用BSO晶体样品 具有显著的线性电光效应,可以用于测量交流电压；通过合理利用BSO晶体自身自然旋光性,可以使其电 压单调及线性测量范围均大于以往基于无自然旋光性晶体的电压传感器。实验所用BSO 晶体的自然旋光角度约为132°。实验数据表明,在电光相位延迟的 峰-峰值为2π范围以内, 传感器输出电压仍然能够随被测电压单调地变化。在被测工频电压有效值为108～1300V范围内,实验测量了传感器输出电压随被测电压变化的非 线性响应特性； 在利用应力双折射产生的相位延迟提供光学偏置的条件下,在一定电压范围内,可以实现工 频交流电压的线性测量,相应的电压测量灵敏度约为0.027mV/V,非线性误差小于3.1%。

利用石英晶体的线性电光和电致旋光强度调制

提出并实验研究了利用石英晶体自身特性产生光学偏置的线性电光调制器。利用某些电光晶体的自然旋光性和自然双折射,并合理设计晶体尺寸及其晶轴与光传播方向之间的夹角,可以提供所需要的光学偏置以实现大动态范围的线性电光调制。对于兼有电光和电致旋光效应的晶体,例如石英晶体,应考虑综合利用这两种效应对电光调制的贡献。实验研究了一块石英晶体的电光强度调制特性,在27V～4.5kV工频调制电压范围内,调制输出信号与调制电压之间的线性相关系数大于0.9999。