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长沙学院毕业设计(论文)

而图（6.4）则显示有效电光系数?eff1,?eff2,?eff3随着温度T增加的关系。我们发现并不是单一的上升和下降，由于上升量和下降量的差值导致了转换效率?不是线性减少而是成波动形式减少。

（a）?eff1 （b）?eff2 （c）?eff3

图6.4 温度T对有效电光系数的影响

接下来我们考虑改变PPLN晶体极化周期数量n后温度T的改变对于转换效率?产生的影响。

（a） n=50 （b） n=150

图6.5 极化周期数量对转换效率η的影响

由图（6.5）能够看出最大转换效率依然发生在T=300K的时候，而不同的是图（6.5a）的波动幅度较小，波动趋势较缓慢；而图（6.5b）的波动幅度较大，波动趋势较剧烈。由此我们可以的出一个结论：相同的温度T的改变量，随着晶体极化周期数量n的增加，

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转换效率?的波动将更加剧烈，?值也降低的更快，波动次数将增多。

6.2 波长λ的改变对转换效率η的影响

由图（6.6）我们发现波长?的改变，类似于前面讨论的温度T，大约在我们所设定的PPLN结构参数所对应的波长，即??1550nm时，转换效率?达到最大值，并且以此波长为中心向两侧成峰值递减波动形式，最终趋近于零。我们还发现靠近理论波长附近，转换效率?的下降趋势极其明显，这表明从相位匹配变化到相位失配这一过程中，?k极其细微的变化将对转换效率?产生非常巨大的影响。

图6.6 波长λ对转换效率η的影响

（a）n=50 （b）n=150

图6.7 极化周期数量对转换效率η的影响

而改变PPLN晶体极化周期数量n后波长?对于转换效率?产生的影响。我们由图

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（6.7）给出。对比图（6.5）和图（6.7）我们不难发现晶体极化周期数量n的增加，使得转换效率?的波动更加剧烈，波动次数将明显增多。

由此我们可以得出结论，波长?和温度T的改变，同样是由于改变了o光和e光的折射率从而造成相位失配，进而造成转换效率?的改变。其本质原因都是相位失配量?k值的改变造成转换效率?的变化，所以情况基本相同。我们可由图（6.8）看出正负相位失配量?k的值对于转换效率?的改变是对称关系的。

图6.8 相位失配量Δk对转换效率η的影响

（a）寻常光线 （b）异常光线 图6.9 o光和e光随波长λ变化的折射率曲线

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至于图（6.2）和图（6.6）波动形式上的细节区别则是考虑到在式（2.1）和式（2.2）所给出的折射率方程中，波长?和温度T的改变对于ne和no的改变形式不同而造成，这一点我们可以比较图（6.3）和图（6.8），我们能够发现不同于温度T，no,ne随着波长?增加反而线性减少。

6.3 外电场E的改变对转换效率η的影响

我们给定外加电场为正弦电场E0?1.02?106sin(0.004?t?0.0625?)V/m，其中时间t取ms为单位，其波形图由图（6.10）给出。

图6.10 电场参数E0对转换效率η影响

我们通过图（6.10），不难发现转换效率?随着时间t的改变成波动形式，波动的周期为外加正弦电场周期的一半，转换效率?的最大值出现在外电场曲线出现波峰和波谷的时候，由此我们可以得出转换效率?与外加正弦电场的幅度值成线性关系，当幅值增大时转换效率?也相应的增加，反之则减小。

这可以证实线性电光效应表现为介质折射率同外加电场成线性变化。如果外加电场为直流电场，那么转换效率?将正比与直流电场的场强数值大小。

6.4 晶体占空比D的改变对转换效率η的影响

前面几节的讨论我们是在假定占空比D=0.25的情况下进行的。现在我们保持准相位阶数m和PPLN晶体的极化周期?不变而改变其占空比D来讨论其对转换效率的影

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