汕头大学：物理系实验教学中心《光电子基础》课程教学资源（实验讲义，共十六个实验）

汕头大学“光电信息科学与工程”本科专业光电子基础实验讲义第一版广东省物理实验教学示范中心光电子技术实验室编2017年1月

汕头大学“光电信息科学与工程”本科专业 光电子基础实验讲义 第一版 广东省物理实验教学示范中心 光电子技术实验室编 2017 年 1 月

光电子实验课程要求1、按时上课，不要迟到，不要穿拖鞋到实验室：2、严禁携带食品和饮料进入实验室，若带水杯的话，请选择有盖的杯子；3、上课之前，请认真预习将进行的实验项目；4、上课时请自备足够的草稿纸，以便记录数据：5、所有实验数据必须得到带课老师的签名认可后方为有效，带课老师在实验数据上签字后，学生才可以离开实验室；6、遵守实验纪律，爱护实验仪器，发生故障或出现不正常现象应马上报告，绝对禁止私自调换实验仪器；7、不得在实验所使用的计算机中私自安装软件，若需要安装必备的软件必须得到带课老师的许可；8、完成实验后，及时完成实验报告，并在下周上课时上交；9、实验报告的内容见附录，必须手写，不得打印；10、本课程上课时间为13:00~15:40，按时上下课，若未能准时完成实验，请另找时间补课。11、实验结束后要整理好仪器、清理桌面后方可离开实验室。附录：实验报告的规格和内容一个完整的实验报告应包括以下几部分：1、实验题目2、实验目的3、实验仪器4、实验原理在这部分应该给出本实验相关的实验原理，必须理解后用自已的语言表述，切勿原封不动地抄写下来：必须给出必要的实验框图、公式、图表等。对于那些在讲义中有，但与具体的实验没有直接关联的内容，则可以忽略。5、实验内容6、实验结果7、实验心得与体会

光电子实验课程要求 1、按时上课，不要迟到，不要穿拖鞋到实验室； 2、严禁携带食品和饮料进入实验室，若带水杯的话，请选择有盖的杯子； 3、上课之前，请认真预习将进行的实验项目； 4、上课时请自备足够的草稿纸，以便记录数据； 5、所有实验数据必须得到带课老师的签名认可后方为有效，带课老师在实验 数据上签字后，学生才可以离开实验室； 6、遵守实验纪律，爱护实验仪器，发生故障或出现不正常现象应马上报告， 绝对禁止私自调换实验仪器； 7、不得在实验所使用的计算机中私自安装软件，若需要安装必备的软件必须 得到带课老师的许可； 8、完成实验后，及时完成实验报告，并在下周上课时上交； 9、实验报告的内容见附录，必须手写，不得打印； 10、本课程上课时间为 13:00~15:40，按时上下课，若未能准时完成实验，请 另找时间补课。 11、实验结束后要整理好仪器、清理桌面后方可离开实验室。 附录：实验报告的规格和内容 一个完整的实验报告应包括以下几部分： 1、实验题目 2、实验目的 3、实验仪器 4、实验原理 在这部分应该给出本实验相关的实验原理，必须理解后用自己的语言表 述，切勿原封不动地抄写下来；必须给出必要的实验框图、公式、图表等。 对于那些在讲义中有，但与具体的实验没有直接关联的内容，则可以忽 略。 5、实验内容 6、实验结果 7、实验心得与体会

目录实验一电光调制实验实验二声光调制.实验三光电倍增管电流倍增特性与特性参数测量实验·15实验四-24光电探测器性能指标测量实验·实验五太阳能电池光伏特性测量实验·31实验六LD泵浦固体激光器的光路调整实验·.37实验七半导体激光器输出特性测量实验..42实验八氢激光器谐振腔调整及测量实验...48实验九LED光电特性测试实验..52实验十四象限探测器测量实验..59实验十一氢氛激光模式分析实验..64实验十二高斯光束的传输与变换实验...72实验十三LD泵浦Nd:YVO4固体激光器性能参数测量实验.73实验十四LED温度特性及色度测量实验...81实验十五LD耦合光纤激光器光电特性及温度特性测试实验.92·99实验十六线阵和面阵CCD传感器原理实验·

目    录 实验一 电光调制实验.1 实验二     声光调制. 9 实验三 光电倍增管电流倍增特性与特性参数测量实验.15 实验四     光电探测器性能指标测量实验.24 实验五 太阳能电池光伏特性测量实验.31 实验六 LD 泵浦固体激光器的光路调整实验.37 实验七     半导体激光器输出特性测量实验.42 实验八     氦氖激光器谐振腔调整及测量实验.48 实验九     LED 光电特性测试实验.52 实验十     四象限探测器测量实验.59 实验十一    氦氖激光模式分析实验.64 实验十二    高斯光束的传输与变换实验.72 实验十三    LD 泵浦 Nd: YVO4 固体激光器性能参数测量实验.73 实验十四    LED 温度特性及色度测量实验.81 实验十五    LD 耦合光纤激光器光电特性及温度特性测试实验.92 实验十六 线阵和面阵 CCD 传感器原理实验.99

实验一电光调制实验一、实验目的1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法；2、观察电光调制实验现象，并测量电光晶体的各参数。3、实现模拟光通讯.二、实验仪器光学导轨、X轴一维调节滑座、起偏器及手动X轴旋转架、检偏器及手动X轴旋转架、入/4波片及手动X轴旋转架、固体激光器、电光调制器、光电探测器、电光调制实验仪、信号源三、实验原理某些晶体（固体或液体）在外加电场中，随着电场强度E的改变，晶体的折射率会发生改变，这种现象称为电光效应。通常将电场引起的折射率的变化用下式表示：n=n+aE.+bE?+....(1)式中a和b为常数，n°为E=0时的折射率。由一次项aE引起折射率变化的效应，称为一次电光效应，也称线性电光效应或普克尔电光效应；由二次项引起折射率变化的效应，称为二次电光效应，也称平方电光效应或克尔效应。电光效应根据施加的电场方向与通光方向相对关系，可分为纵向电光效应和横向电光效应。利用纵向电光效应的调制，叫做纵向电光调制；利用横向电光效应的调制，叫做横向电光调制。晶体的一次电光效应分为纵向电光效应和横向电光效应两种。把加在晶体上的电场方向与光在晶体中的传播方向平行时产生的电光效应，称为纵向电光效应，通常以KD*P类型晶体为代表。加在晶体上的电场方向与光在晶体里传播方向垂直时产生的电光效应，称为横向电光效应，以LiNbo，晶体为代表。（一）一次电光效应n3DX图1折射率椭球锯酸锂晶体具有优良的压电、电光、声光、非线性等性能。本实验中采用的是LN电光晶体，它的工作原理如下：1

1 实验一 电光调制实验 一、 实验目的 1、掌握晶体电光调制的原理和实验方法; 2、观察电光调制实验现象,并测量电光晶体的各参数。 3、实现模拟光通讯. 二、 实验仪器 光学导轨、X 轴一维调节滑座、 起偏器及手动 X 轴旋转架、检偏器及手动 X 轴旋转架、 λ/4 波片及手动 X 轴旋转架、固体激光器、电光调制器、光电探测器、电光调制实验仪、 信号源 三、 实验原理 某些晶体（固体或液体）在外加电场中，随着电场强度 E 的改变，晶体的折射率会发生 改变，这种现象称为电光效应。通常将电场引起的折射率的变化用下式表示: 0 2 0 0 n n aE bE     (1) 式中a和b为常数， 0 n 为E0=0时的折射率。由一次项aE0引起折射率变化的效应，称为一次 电光效应，也称线性电光效应或普克尔电光效应；由二次项引起折射率变化的效应，称为二 次电光效应，也称平方电光效应或克尔效应。电光效应根据施加的电场方向与通光方向相对 关系，可分为纵向电光效应和横向电光效应。利用纵向电光效应的调制，叫做纵向电光调 制；利用横向电光效应的调制，叫做横向电光调制。晶体的一次电光效应分为纵向电光效应 和横向电光效应两种。把加在晶体上的电场方向与光在晶体中的传播方向平行时产生的电光 效应，称为纵向电光效应，通常以KD P 类型晶体为代表。加在晶体上的电场方向与光在晶 体里传播方向垂直时产生的电光效应，称为横向电光效应 ，以 LiNbo3 晶体为代表。 （一）一次电光效应 铌酸锂晶体具有优良的压电、电光、声光、非线性等性能。本实验中采用的是 LN 电光晶 体. 它的工作原理如下： 图 1 折射率椭球 Z y x n n n3

LN晶体是三方晶体n=n，=n。，n,=n。，折射率椭球为以z轴为对称轴的旋转椭球，垂直于z轴的截面为圆，如图1所示：其电光系数为：0-22Y130Y22Y13003300Y5100Ys100L-Y22没有加电场之前，LN的折射率椭球为x?+y2, 2?(2)=1+n.ne加上电场之后，其折射率椭球变为：（11-Y22Exx?+Y22E22E.xy=1(n)(no(3)进行主轴变换后得到：(1-Y2,Exx=+Y22Eno(no(4)考虑到nY22E<1，经化简得到1n=no+=noyE21 noY2En=no-.2(5)当×轴方向加电场时，新折射率椭球绕Z轴转动45°。折射率椭球界面的椭圆方程化为：+=1(6)nn经过晶体后，o光和e光产生的相位差为：2元2元8=(n.-n.)1=noyV元元a(7)式中，d为外加电场方向上（即x方向）的品体厚度，V为加在晶体x方向上的电压，Ex=do2

2 LN 晶体是三方晶体 1 2 n n  = o n ， 3 e n n  ，折射率椭球为以 z 轴为对称轴的旋转椭球， 垂直于 z 轴的截面为圆,如图 1 所示：其电光系数为： 22 13 22 13 33 51 51 22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0                             没有加电场之前，LN 的折射率椭球为 22 2 2 2 1 o e xy z n n    （2） 加上电场之后，其折射率椭球变为: 2 1 1 1 22 2 2 22 0 2 2 22 0                      E y E xy n Ex x n x x    （3） 进行主轴变换后得到： 1 1 1 2 2 22 0 2' 2 22 0                     E y n Ex x n x   （4） 考虑到 n 22Ex 2 0  <<1，经化简得到 x x n n n 22E 3 0 0 2 1 ,    x y n n n 22E 3 0 0 2 1 ,    (5) 当 X 轴方向加电场时，新折射率椭球绕 Z 轴转动 45 。折射率椭球界面的椭圆方程化为： ௫′2 ௡ೣ′ 2 ൅ ௬′2 ௡೤′ 2 ൌ 1 (6) 经过晶体后,o 光和 e 光产生的相位差为: ' ' 2 ( ) x y n n      3 0 22 2 l l nV d     （7） 式中，d为外加电场方向上（即x方向）的晶体厚度，V为加在晶体x方向上的电压，ܧ௫ ൌ ௏ ௗ

（二）电光调制原理2.1横向电光调制图2为典型的利用LiNbo，晶体横向电光效应原理的激光强度调制器。“快”轴“慢”轴（平行于x轴）（平行于轴）电光晶体入射光束输出光束起偏器四分之一波片检偏器（平行于×轴）（平行于y轴）图2横向电光调制示意图入射光经起偏振片后变为振动方向平行于x轴的线偏振光，它在晶体的感应轴x和y轴上的投影的振幅和相位均相等，设分别为(8)e.= A cosot,e,= A. cosot或用复振幅的表示方法，将位于晶体表面（z=0）的光波表示为(9)E,(0)= A,E.(0)= A所以，入射光的强度是I, αE·E=E,(O) +E,(O)=2A?(10)当光通过长为1的电光晶体后，x'和y'两分量之间就产生相位差8，即E:()= AE.(I)= Ae-i8(11)通过检偏振片出射的光，是该两分量在y轴上的投影之和A(eio 1)(12)(E)。 =V2其对应的输出光强I.可写成A2-[(e"8 -1)(e° -1]=24’ sin (13)I, α[(E,)。-(E,)]=22所以光强透过率T为T=+=sing(14)2I由（7)（14)式可以看出，8和V有关，当电压增加到某一值时，X、Y方向的偏振光经过晶体后产生的光程差，位相差=元，T=100%，这一电压叫半波电压，通常用V或V，表示。22V是描述晶体电光效应的重要参数，在实验中，这个电压越小越好，如果V.小，需要的调制信3

3 （二） 电光调制原理 2.1 横向电光调制 图2为典型的利用 LiNbo3 晶体横向电光效应原理的激光强度调制器。 图 2 横向电光调制示意图 入射光经起偏振片后变为振动方向平行于 x 轴的线偏振光，它在晶体的感应轴 x′ 和 y′轴上的投影的振幅和相位均相等，设分别为 x' ' 0 0 e cos , cos y   A te A t   （8） 或用复振幅的表示方法，将位于晶体表面（z=0）的光波表示为 x (0) , (0) ' y E AE A    (9) 所以，入射光的强度是 2 2 2 (0) (0) 2 i xy I    EE E E A     (10) 当光通过长为 l 的电光晶体后，x′和 y′两分量之间就产生相位差δ，即 i y x E l Ae E l A    ( ) ( ) ' ' (11) 通过检偏振片出射的光，是该两分量在 y 轴上的投影之和 ( 1) 2 ( )0   i y e A E (12) 其对应的输出光强 It 可写成 2 [( 1)( 1)] 2 sin 2 [( ) ( ) ] 2 2 2 0 0    e e A A I E E i i t y y         (13) 所以光强透过率 T 为 2 sin2    i t I I T (14) 由(7)(14)式可以看出，δ和V有关，当电压增加到某一值时，X’、Y’方向的偏振光经过晶体 后产生 2  的光程差，位相差 0 0     , 100 T ，这一电压叫半波电压，通常用V 或 2 V 表示。 V 是描述晶体电光效应的重要参数，在实验中，这个电压越小越好，如果V 小，需要的调制信

号电压也小，根据半波电压值，我们可以估计出电光效应控制透过强度所需电压。由（7)式2dV.2n3ym(15)其中d和1分别为晶体的厚度和长度。由此可见，横向电光效应的半波电压与晶片的几何尺寸有关，如果使电极之间的距离d尽可能的减小，而增加通光方向的长度1，则可以使半波电压减小，所以通常加工成细长的扁长方体。由（7)、（15）式V8=元V.(16)因此，将（14）式改写成T=sin”V=sin(V +V. sin ol)2V2V.(17)其中V是直流偏压，Vsinot是交流调制信号，V是其振幅，の是调制频率，从（17）式可以看出，改变V.或V.输出特性，透过率将相应的发生变化。m为常数，因而T将仅随晶体上所加电压变化，如图3所示，T与V的关由于对单色光，1V系是非线性的，若工作点选择不适合，会使输出信号发生畸变。但在一工附近有一近似直线部21元V,时，8=,T=50%分，这一直线部分称作线性工作区，由上式可以看出：当V=22T1.0光输出0.5电压输入图3T与V的关系曲线图4

4 号电压也小，根据半波电压值，我们可以估计出电光效应控制透过强度所需电压。 由（7)式        l d n V 22 3 0 2    (15) 其中d 和l 分别为晶体的厚度和长度。由此可见，横向电光效应的半波电压与晶片的几何尺 寸有关，如果使电极之间的距离d 尽可能的减小，而增加通光方向的长度l , 则可以使半波电 压减小，所以通常加工成细长的扁长方体。 由（7）、（15）式    V V  (16) 因此，将（14）式改写成   V V t V V V T m      sin 2 sin 2 sin 0 2 2    (17) 其中V0 是直流偏压， sin V t m  是交流调制信号，Vm 是其振幅， 是调制频率，从（17）式可 以看出，改变V0 或Vm 输出特性，透过率将相应的发生变化。 由于对单色光， 3 0 22 n   为常数，因而T将仅随晶体上所加电压变化，如图3所示，T与V的关 系是非线性的，若工作点选择不适合，会使输出信号发生畸变。但在 2 V 附近有一近似直线部 分，这一直线部分称作线性工作区，由上式可以看出：当 1 2 V V   时， 0 0 , 50 2 T     。 图3 T与V的关系曲线图

2.2改变信号源各参数对输出特性的影响Va.V《V，时，将工作点选定在线性工作区的中心处，此时，可获得较高频率的(1)当V。=2代入(17)式，得把。线性调制，274元T = sinV.sino(2V.4i-cos+v.sinot2/12V./(V.sinot1+sin2V(18)当V.《V.时(19)即TαcV.sinot，这时，调制器输出的波形和调制信号波形的频率相同，即线性调制。V.产，V>V，时，调制器的工作点虽然选定在线性工作区的中心，但不满足小信号(2）当V=2调制的要求，（18）式不能写成公式（19）的形式，此时的透射率函数（18）应展开成贝赛尔函数，即1+sin-Vsin@V2Jsinot-J,sin20t+JsinSot+(20)由（20）式可以看出，输出的光束除包含交流的基波外，还含有奇次谐波。此时，调制信号的幅度较大，奇次谐波不能忽略。因此，这时虽然工作点选定在线性区，输出波形仍然失真。（3）当V。=0，Vm《V时，把V=0代入（16）式T=SV.sinosinot1cosOV1(V.)sin'ot4V1-cos2ot)(8V.(21)5

5 2.2 改变信号源各参数对输出特性的影响 （1）当 0 2 V V   ，V V m   时, 将工作点选定在线性工作区的中心处,此时,可获得较高频率的 线性调制, 把 0 2 V V   代入（17）式，得                                                  V t V V t V V t V T m m m            1 sin sin 2 1 sin 2 1 cos 2 1 sin 4 2 sin2 (18) 当V V m   时                 t V V T m    1 sin 2 1 (19) 即 sin TV t  m  ,这时，调制器输出的波形和调制信号波形的频率相同，即线性调制。 （2）当 0 , 2 m V V VV     时,调制器的工作点虽然选定在线性工作区的中心，但不满足小信号 调制的要求，（18）式不能写成公式（19）的形式，此时的透射率函数（18）应展开成贝赛尔函 数，即                                                   t  V V t J V V t J V V J V t V T m m m m             2 sin sin 2 sin 5 1 sin sin 2 1 1 3 5 (20) 由（20）式可以看出，输出的光束除包含交流的基波外，还含有奇次谐波。此时，调制信号的 幅度较大，奇次谐波不能忽略。因此，这时虽然工作点选定在线性区，输出波形仍然失真。 （3）当 0 V  0 ,V V m   时，把 0 V  0 代入（16）式  t V V t V V t V V V t V T m m m m             1 cos2 8 1 sin 4 1 1 cos sin 2 1 sin 2 sin 2 2 2 2                                             (21)

即Tαcos2のt。从（21）式可以看出，输出光是调制信号频率的二倍，即产生“倍频”失真。若把V。=V，代入（17）式，经类似的推导，可得Vcos2ot)T~1(22)即Tαcos2ot，“倍频”失真，这时看到的仍是“倍频”失真的波形。因此直流偏压V在零伏附近或在元附近变化时，由于工作点不在线性工作区，输出波形将分别出现上下失真。综上所述，电光调制是利用晶体的双折射现象，将入射的线偏振光分解成o光和e光，利用晶体的电光效应由电信号改变晶体的折射率，从而控制两个振动分量形成的像差，再利用光的相于原理两束光叠加，从而实现光强度的调制。晶体的电光效应灵敏度极高，调制信号频率最高可达10°至10°Hz，因此在激光通信、激光显示等领域内，电光调制得到非常广泛的应用。四、实验装置与仪器电光调制实验系统由光路和电路两大单元组成，如图4所示，其中光路系统由激光器、起偏器、电光晶体、检偏器与光电探测器以及四分之一波片组成。电路系统包括激光电源、晶体配置高压电源、交流调制信号发生器、偏压与光电流指示表，以及光电探测器、光电转换电路等，电光晶体起偏器1/4波片检偏器光电探测器激光器院RP-2示波器激光器电源电光调制实验仪信号源图4电光调制实验装置信号源面板如图5所示，电光调制实验仪信号源28886

6 即T t  cos 2 。从（21）式可以看出，输出光是调制信号频率的二倍，即产生“倍频”失真。 若把V V 0   代入（17）式，经类似的推导，可得  t V V T m   1 cos 2 8 1 1 2 0            （22） 即 T t  cos 2 ，“倍频”失真,这时看到的仍是“倍频”失真的波形。 因此直流偏压V0在零伏附近或在V 附近变化时，由于工作点不在线性工作区，输出波形将 分别出现上下失真。 综上所述，电光调制是利用晶体的双折射现象，将入射的线偏振光分解成o光和e光，利用 晶体的电光效应由电信号改变晶体的折射率，从而控制两个振动分量形成的像差 ，再利用光 的相干原理两束光叠加，从而实现光强度的调制。晶体的电光效应灵敏度极高，调制信号频率 最高可达109 至1010Hz，因此在激光通信、激光显示等领域内，电光调制得到非常广泛的应用。 四、 实验装置与仪器 电光调制实验系统由光路和电路两大单元组成，如图4所示，其中光路系统由激光器、起偏 器、电光晶体、检偏器与光电探测器以及四分之一波片组成。电路系统包括激光电源、晶体配 置高压电源、交流调制信号发生器、偏压与光电流指示表，以及光电探测器、光电转换电路等。 图 4 电光调制实验装置 信号源面板如图 5 所示， 激光器 起偏器 电光晶体 1/4 波片 检偏器 光电探测器 示波器 激光器电源 电光调制实验仪 信号源

各部分功能如下：“信号选择”一一选择输出正弦波或是音频信号“调制输出”一一输出晶体调制信号“调制监视”一一示波器观察调制信号“高压输出开关”一一拨向上为打开，拨向下为关闭，如果拨向上那么输出的调制电压上就会叠加一个直流偏压，用于改变晶体的调制曲线。“高压选择”一一切换直流偏压的方向，即选择正高压或负高压。“探测信号输入”一一接光电探测器的输出“解调监视”一一对探测器输入的微弱信号进行处理后通过“解调监视”输出，连接至示波器上观察。“幅度调节”一一改变正弦信号的幅度“高压调节”一一改变高压信号的幅值在具体的连接中，由于调制输出与调制监视所输出的信号呈10倍关系，所以实验中必须以“调制输出”接晶体调制器，“调制监视”接示波器观察。在观察电光调制现象时，“光电探测器”通过一根两端都是BNC头的连接线连接至信号源的“探测信号输入”，“解调监视”信号接至示波器观察。在进行音频实验时，则不需要示波器。五、实验内容1、测量电光晶体的半波电压2、用四分之一波片改变工作点，观察输出特性2、测量电光晶体的消光比和透过率3、光通信实验六、实验步骤（一）调整光路系统1、光路准直：打开激光器电源，调节光路，保证光线沿光轴通过。在光路调节过程中，先将四分之一波片、电光晶体、起偏器和检偏器移走。在导轨上前后移动探测器的位置，使得光束可以正入射到探测器的探测面上，光路准直调节完毕。2、放上起偏器，使其表面与激光束垂直，且使光束在元件中心穿过。再放上检偏器，使其表面也与激光束垂直，转动检偏器，使其与起偏器正交，这时光点消失，即所谓的消光状态。3、将锯酸锂晶体置于导轨上，调节晶体使其轴在铅直方向，使其通光表面垂直于激光束（这时晶体的光轴与入射方向平行，呈正入射），这时观察晶体前后表面查看光束是否在晶体中心，若没有，则精细调节晶体的二维调整架，保证使光束都通过晶体，且从晶体出来的反射光与半导体的出射光束重合，此时输出光功率最大。4、将直流正高压与交流电压同时加在晶体上，将高压旋钮调到最低，调整电光晶体的角度，使示波器上显示倍频现象。（二）测电光晶体的半波电压2.1调制法调制法，即将直流电压与交流电压同时加在晶体上，改变直流偏压的大小，解调出现两次倍频现象之间的直流电压之差即为半波电压。具体步骤是：去掉1/4波片，将正高压旋钮逆时针旋到底，调节电光晶体角度直至出现倍频（此时光强很小），逐渐增加直流偏压，当出现第二次倍频现象时，记录“高压指示”表头的读数U1：7

7 各部分功能如下： “信号选择”——选择输出正弦波或是音频信号 “调制输出”——输出晶体调制信号 “调制监视”——示波器观察调制信号 “高压输出开关”——拨向上为打开，拨向下为关闭，如果拨向上那么输出的调 制电压上就会叠加一个直流偏压，用于改变晶体的调制曲 线。 “高压选择”——切换直流偏压的方向，即选择正高压或负高压。 “探测信号输入”——接光电探测器的输出， “解调监视”——对探测器输入的微弱信号进行处理后通过“解调监视”输出， 连接至示波器上观察。 “幅度调节”——改变正弦信号的幅度 “高压调节”——改变高压信号的幅值 在具体的连接中，由于调制输出与调制监视所输出的信号呈 10 倍关系，所以实验 中必须以“调制输出”接晶体调制器，“调制监视”接示波器观察。在观察电光调制现 象时，“光电探测器”通过一根两端都是 BNC 头的连接线连接至信号源的“探测信号输 入”，“解调监视”信号接至示波器观察。在进行音频实验时，则不需要示波器。 五、 实验内容 1、测量电光晶体的半波电压 2、用四分之一波片改变工作点，观察输出特性 2、测量电光晶体的消光比和透过率 3、光通信实验 六、实验步骤 （一）调整光路系统 1、光路准直：打开激光器电源，调节光路，保证光线沿光轴通过。在光路调节过 程中，先将四分之一波片、电光晶体、起偏器和检偏器移走。在导轨上前后移动探测器 的位置，使得光束可以正入射到探测器的探测面上，光路准直调节完毕。 2、放上起偏器，使其表面与激光束垂直，且使光束在元件中心穿过。再放上检偏 器，使其表面也与激光束垂直，转动检偏器，使其与起偏器正交，这时光点消失，即所 谓的消光状态。 3、将铌酸锂晶体置于导轨上，调节晶体使其x轴在铅直方向，使其通光表面垂直于激光束 （这时晶体的光轴与入射方向平行，呈正入射），这时观察晶体前后表面查看光束是否在晶体中 心，若没有，则精细调节晶体的二维调整架，保证使光束都通过晶体，且从晶体出来的反射光 与半导体的出射光束重合，此时输出光功率最大。 4、将直流正高压与交流电压同时加在晶体上，将高压旋钮调到最低，调整电光晶 体的角度，使示波器上显示倍频现象。 （二）测电光晶体的半波电压 2.1 调制法 调制法，即将直流电压与交流电压同时加在晶体上，改变直流偏压的大小，解调 出现两次倍频现象之间的直流电压之差即为半波电压。具体步骤是：去掉1/4波片， 将正高压旋钮逆时针旋到底，调节电光晶体角度直至出现倍频（此时光强很小），逐 渐增加直流偏压，当出现第二次倍频现象时，记录“高压指示”表头的读数U1；