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高动态消光比电光开关作为一种新型的电光调制器,随着现代科学技术的飞速发展,它在各个领域的应用越来越受到人们的关注。本文就高速、高消光比电光开关的特性进行了深入的研究并设计出具有较高性能的开关系统。 在偏振光的线性理论以及电场理论的基础上,对晶体DKDP中电场的不均匀性对偏振光相位调制的精确性的影响和环境温度对开关性能的影响进行了研究。为了提高晶体中电场的均匀性,本文对平板电极和环状电极作用下晶体中的电场进行了对比分析,分析结果表明在平板电极的作用下,电光开关的开关特性可以得到较大的提高。利用大型有限元分析软件ANSYS5.6.1对晶体在不同形状的电极作用下晶体中电场的分布进行了数值仿真,并得到平板电极作用下电场的变化量ΔAEFX=1000m/v,ΔEFY=0.01×10~5m/v,环状电极作用下电场的变化量ΔEFX=1.4×10~5m/v,ΔEFY=2.5×10~5m/v。同时对偏振光在单级和多级电光开关中的传输特性进行了推导,得出了调制相位Δφ与开关透过率的关系、偏振片的偏振方向与晶轴的夹角α对开关透过率的影响。为了进一步的提高电光开关的消光比,本文也推导了多级电光开关串联时对偏振光的传输特性,证明了采用串联的物理结构可以使开关系统的动态消光比大于1×10~4,静态消光比大于3×10~4。 根据理论和仿真的结果,本文对整个系统进行了结构设计,研制了高压脉冲电源,普克尔盒以及普克尔盒的外套。并对整个开关系统进行了实验,测定了高速高消光比电光开关的动态消光比,同时也测量了开关系统的其它参数,结果证明,整个开关系统的各项性能指标均达到预期的研制目标。