4.3.2. Амплітудна модуляція світла за допомогою електрооптичного ефекту

В електрооптичних модуляторах інтенсивності світло проходить спочатку через поляризатор, потім двозаломлююче середовище, а потім через аналізатор, які і створюють модуляцію інтенсивності.

Вектор напруженості поля лінійно поляризованого світла можна розкласти на дві складові - E х і E . На виході з комірки Кера між ними

створюється різниця фаз A j, що визначається виразом (4.1). Миттєві значення складових напруженості E х і E   описуються співвідношеннями:

E x = A cos со t

E y = A cos (cot + Aj). (4.2)

Кінець вектора Е, який є результатом складання складових Е х і Е ,

буде описувати траєкторію, вид якої залежить від різниці фаз Л(р. Щоб отримати рівняння траєкторії в звичайному вигляді треба виключити параметр і. З (4.2) витікає, що:

cos cot =

E

A

тоді sin ct = ±

E 2

1 - E х

A

Перегрупуємо отриманий вираз

E

A

- E J A x cos A j = ± sin A j

E 2

1 - E х

A

та зведемо в квадрат ліву й праву частини:

EEL

A 2

- 2 E x E у/A x A у cos Aj + E ^/A 2 cos 2 A j =

= sm 2 A j - E 11A 22 sm2 A j Остаточно рівняння буде мати вигляд:

E

E

A

х   + . У

A

- 2 E x E у/A x A у cos Aj  = sin 2 Aj .

(4.3)

Ми отримали рівняння еліпса, осі якого певним чином орієнтовані відносно осей х, у. Ця орієнтація залежить досить складно від амплітуд А х , А

і Лср.

Визначимо форму траєкторії для деяких випадків: 1. Л ер = 0. У цьому випадку маємо рівняння:

E

E

A

J

= 0, або  E = A

E

що є рівнянням

прямої.

2.Різниця фаз A j дорівнює ± p, рівняння має вигляд:

E

E

A

J

A

= 0 =>   - E =^E

A

3. При     Л р = ±        рівняння (4.3) переходить в рівняння еліпса приведеного до координатних осей:

При Ах - Ау еліпс вироджується в коло.

Якщо на конденсатор Кера подається змінна напруга

U — U m cos соМ t з частотою соМ - частотою модуляції, то кінець

результуючого вектора поля E (за винятком випадків D j — 0, D j — ± 2 p,

p

D j — ± ^) описує еліпс. Півосі еліпса змінюються з частотою   соМ і

інтенсивність лінійно - поляризованого світла, що виходить із аналізатора, змінюється з тією ж частотою.

Комірки Кера досить широко використовують у віддалемірах, бо вони набагато дешевші кристалічних модуляторів.