光調製器

一種改變光束參量傳輸信息的器件，這些參量包括光波的振幅、頻率、位相或偏振態。艦船之間的燈光通信就是一個常見的例子。過去常採用由電動機帶動的開槽圓盤或調製盤實現對光的調製。近來在要求快速傳輸信息時常採用電光調製器和聲光調製器，也有採用磁光調製器、吸收調製器和干涉調製器的。下面簡要地介紹二種最常見的光調製器。

電光調製器 利用光波通過電光材料（見光功能材料）時，由於該材料的折射率與施加在它上面的電場強度有關，使出射光波的位相、偏振態等特性發生改變，從而達到調製光束的目的。

如果電光材料折射率改變數與調製電壓呈線性關係，所產生的效應就稱為線性電光效應或泡克耳斯效應。典型的線性電光材料有磷酸二氫鉀 (KDP)類晶體、鈮酸鋰晶體等。如果電光材料折射率改變數與調製電壓二次方成正比，則稱為光學克爾效應，典型的這類電光材料有硝基苯、鋰鈮酸鉀等。

附圖展示了一種典型的對光振幅進行調製的電光調製器。二塊正交安置的偏振片之間插入一塊KDP晶體,光的傳播方向及電場施加方向都沿晶體的光軸z方向，而晶體的另兩個主軸x、y分別平行於起偏器和檢偏器的偏振方向。當施加電場E時，由於泡克耳斯效應，使偏振方向為x的入射光波進入晶體后產生雙折射：在±45°的兩側分解成兩個偏振分量，這兩個分量的折射率差Δn 與電場E成線性關係。於是造成兩個分量位相上的差異。當光線射出晶體后，合成光波的偏振態發生變化。例如位相差為零時，射出晶體后光波的偏振態仍為x方向，它被檢偏器所攔截，使輸出光強為零；而當位相差為π 時，出射光波偏振態旋轉90°（平行y方向），因而暢通無阻地通過檢偏器，使輸出光強達到最大。由此可見，改變電場強度E的頻率和幅度，即可對輸出光的頻率、振幅（或光強）進行調製。

聲光調製器 聲波是一種機械應力波，它在媒質中傳播時，由於光彈效應會使媒質折射率產生周期性變化，這種周期性的變化可以看成柵距為聲波長的相柵。當光波、聲波同時作用在聲光媒質中，光波猶如通過一塊相柵而產生衍射，衍射光的光強、頻率等特性受到聲場強度及聲頻的調製。聲光調製器就是基於上述現象（稱為聲光效應）實現對光束進行調製的光調製器。

電光調製器、聲光調製器可以根據特定的條件形成各種類型的、功能各異的光調製器。衡量光調製器性能的主要指標之一是調製帶寬。行波型電光調製器帶寬已達到109赫。它們的另一種特殊形式是薄膜調製器。由於薄膜調製器體積小，並可將它放在單塊基片上和其他微型光學器件相連，從而構成一個小巧緊湊的光學系統，這就使得它在光通信和集成光學中起著重大作用。

還有一種直接調製的方法，即把要傳遞的信息通過相應的電信號直接加到發光二極體或半導體激光器上，從而發出受調製的光束。這種把發射和調製統一在一個器件中的方法十分經濟方便，在光通信等領域獲得了廣泛的應用。