铌酸锂晶体

在外加电场的作用下,晶体的折射率光吸收和光散射特性发生了变化,由此而产生的效应称为电光效应.当晶体折射率的改变与所加电场成正比时,即电场的一次项 ,这种电光效应称为线性电光效应,由Pokels于 1893年发现,也称为Pokels效应,一般发生于无对称中心晶体中,该效应是电光调制的基础.当晶体折射率的改变与所加电场强度的平方成正比时,即电场的二次项 ,这种电光效应由Kerr在 1875年发现,称为二次电光效应或称为Kerr电光效应,二次电光效应存在于一切晶体中.对LiNbO3晶体来说,线性电光效应比二次电光效应显著的多,因此调制器主要利用其线性电光效应进行调制.铌酸锂电光调制器的工作原理简单的描述为,当晶体特定方向施加电场作用时,由于电光效应导致晶体折射率的改变,继而引起晶体中传输光波的额外相位变化,从而达到调制光波的目的.常见的电光强度调制器是马赫-曾德尔(MZ)调制器,光波在光波导中传输至第一个3dB耦合器处,光波被分成相等的两路,光波在每个支路路分别通过光波导传送至第二个3dB耦合器处,两列波最后相干叠加.

具有“光学硅”之称的铌酸锂是一种集光折变效应、非线性效应、电光效应、声光效应、压电效应与热电效应等于一体的材料，可以制备集成光子回路中的光波导、光开关、分/合束器、压电调制器、热电调制器与电光调制器等器件，其中铌酸锂调制器是光子集成回路和现代通信的核心器件，已成为当前电光调制器市场的主流产品。铌酸锂晶体具有宽的透明窗口、低的吸收损耗、高的抗光学损伤性能，以及大的非线性光学、电光、热光和声光系数等，是集成化的量子通信和量子计算、经典光信息处理、精密测量及传感等芯片的基质材料。