普克尔盒又叫普克尔斯盒,主要是由电光晶体(附有一些电极)构成的设备,光束能通过它传播。晶体当中的相位延迟能通过施加可变电压来调制。所以,普克尔盒充当电压控制波片。普克尔盒是电光调制器的主要组件,比如用于调Q激光器。
它的原理便是克尔电光效应,即摆在电场里的晶体,因其分子受到电力作用而出现取向(偏转),呈现各向异性,结果产生双折射,即沿两种不同方向物质对光的折射能力各有不同。
普克尔盒一般用做电光调制器,电光调制器是一套系统,需要普克尔盒加上驱动电源,根据参数需求不同可选择不同调制类型和调制频率。一般对光有3种调制:强度调制,偏振态调制和相位调制。
简单的普克尔盒驱动器只允许中等电压的模拟输入信号,按一定比例放大并将其发送到普克尔盒。可以有个用于调节放大率的控制旋钮,比如,使得人们可以在调制器的零和100%传输之间准确地切换。
其他驱动器具备数字触发输入;这可能适用例如操作Q开关激光器。输入触发器和施加的输出电压之间可能存在可调节的时间延迟。例如,有些设备还可以在闪光灯泵浦激光器被泵浦时接收触发信号,进而在例如200μs后产生调Q脉冲。
大部分设备只是单纯地连接到电网(例如110V或230V),而其他设备即在中等幅度的直流电压下运行,比如24V。一些驱动器(单极驱动器)的两个输出引脚之一处于地电位。其他有双极平衡输出,其中两个输出具备相对于地电位相反电压。这样对地电压可以更低,这在安全方面可能是有好处的。当然,这种操作需要合适的电缆和连接器,并不是每一个普克尔盒都能连接到这样的驱动器,因为两个电极都需要与电气接地隔离。一些驱动器有自己的外壳,带有连接器、控件、电压显示器等,而另一些则提供OEM版本以集成到其他设备中。针对再生放大器的操作,应该根据来自第一个光电二极管的信号非常准确地触发普克尔盒。所需要的电子设备还可以集成到普克尔盒驱动器中。要不然,需要明确定义的接口才有可能连接此类设备。对于再生放大器和腔倾倒应用而言,普克尔盒驱动器的非常小的定时抖动通常是不可缺少的,但对于简单的Q开关激光器来说,这可能无关紧要。
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