双折射效应,<2022合集上> 再次理解o光e光,及双折射晶体的PBS,就是一个材料有俩折射率,光的不同偏振态穿过晶体时,折射角度不同,传输速度也不同。偏振态,在不同的应用场景里分为o光e光,TE/TM,p光s光等等
两个偏振态的折射率不同,可以是材料本身导致的,也可以是后期加工波导结构导致的,薄膜铌酸锂恰恰与材料本身,以及切割方向的波导结构等因素多重相关,且薄膜铌酸锂的调制器MZ结构比较长,又会选择行波电极,前几天写了电场的垂直分量、水平分量,作用于铌酸锂晶体上,也需要考虑其切割是矢量方向。
也就是说,在调制器的行波调制器结构里,我们要考虑6个矢量,电信号的“低频电磁波”的波动方向,调制电场的水平和垂直分量,这三个矢量两两正交。光信号是载有信息的高频电磁波,也有波动方向,TE光的水平偏振,TM光的垂直偏振,这三个矢量方向,也是两两正交的。
首先,我们做调制器,经常会遇到偏振态的控制,偏振分离,偏振旋转,偏振集合等等,对于偏振态需要“控制”,就得需要了解不同偏振在不同材料中的现象。
铌酸锂调制器,有些人说“偏振不敏感”,避免了双折射效应,有些说偏振敏感。
无论是调制电极如何分布,最终需要将电场分量取向光场的z轴方向,让正电荷的Li或Nb,以及负电荷的氧,做Z轴相对运动,这叫“极化”
铌酸锂材料的Z轴的等效光学折射率,与x轴或者是y轴的折射率不一样。
如果光的波导方向是垂直于z轴,那么TE/TM其中一个偏振态的折射率更大,是o光,而另一个偏振态是非常光,e光,这就出现了
双折射效应,俩偏振态折射率不同,设计上就要针对材料原子的分布,去考虑双折射效应带来的额外偏振变化,增加补偿。
如果光的波动方向,是沿Z轴传输,那么TE/TM都是寻常光o光,没有双折射效应。(备注一下,这个方向是材料本身无双折折射效应,如果后期的波导结构设计形状改变,那么偏振态对应的折射率会再次随波导结构变化而变化)
铌酸锂的晶体取向,是各向异性的,电场分量的设计,光场分量的设计,都需要考虑晶向。之前聊电场分量与铌酸锂的晶体方向比较多,今天写一下光场分量。