普克爾斯盒是一種電光器件，用來(lái)制作調(diào)制器。
普克爾斯盒包含一塊電光晶體（上面放置電極），光在晶體中傳播。晶體中的相位延遲可以通過(guò)施加可變電壓進(jìn)行調(diào)制。因此，普克爾斯盒可以看做一個(gè)電壓控制的波片。普克爾斯盒是電光調(diào)制器的基本元件，可用于Q開(kāi)關(guān)激光器。
幾何結(jié)構(gòu)和材料
考慮施加電場(chǎng)的方向，普克爾斯盒具有兩種不同的幾何結(jié)構(gòu)：
1.縱向設(shè)計(jì)的器件中，電場(chǎng)與穿過(guò)電極的光束方向相同。由于需要的驅(qū)動(dòng)電壓與孔徑無(wú)關(guān)，因此很容易實(shí)現(xiàn)很大的孔徑。電極可以是金屬環(huán)（圖1，左圖）或者在端面具有金屬接觸的透明層（右圖）。
圖1：在縱向電場(chǎng)作用下的普克爾斯盒。電極可以端面（左圖）或者外表面（右圖）的環(huán)。
2.橫向設(shè)計(jì)的器件中，電場(chǎng)與光束方向垂直。施加的電場(chǎng)通過(guò)晶體兩側(cè)的電極。對(duì)于小孔徑的情況，器件具有較低的開(kāi)關(guān)電壓。
圖2：具有橫向電場(chǎng)的普克爾斯盒。左側(cè)為體調(diào)制器，右側(cè)為波導(dǎo)調(diào)制器。
常用于普克爾斯盒的非線性晶體材料為鉀磷酸二氘（KD*P = DKDP），鉀鈦磷（KTP），偏硼酸（BBO）（后者用于平均功率較高或者開(kāi)關(guān)頻率很高時(shí)），鈮酸鋰（LiNbO3），鈦酸鋰（LiTaO3）和磷酸二氫銨（NH4H2PO4, ADP）。
半波電壓
普克爾斯盒一個(gè)重要的性質(zhì)是其半波電壓Vπ。它是指產(chǎn)生π相位變化所需的電壓。在振幅調(diào)制器中，施加的電壓需要在這一值范圍內(nèi)變化從而工作點(diǎn)能夠從ZUI小透射率到ZUI大透射率。
采用橫向電場(chǎng)的普克爾斯盒的半波電壓與晶體材料，電極間距和施加電場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)度有關(guān)。開(kāi)口孔徑越大，需要的電極間距越大，需要的電壓也越大。
施加縱向電場(chǎng)的普克爾斯盒中，晶體長(zhǎng)度不太相關(guān)，因?yàn)榻o定電壓情況下，長(zhǎng)度短會(huì)提高電場(chǎng)強(qiáng)度。不用增加半波電壓的情況下也可以得到更大的孔徑。
通常的普克爾斯盒的半波電壓為幾百甚至幾千伏，高電壓放大器需要的調(diào)制深度也很大。對(duì)于很高非線性的晶體材料（例如LiNbO3）和電極間距很小的集成光學(xué)調(diào)制器來(lái)說(shuō)，需要相對(duì)較小的半波電壓，但是這種器件具有有限的功率處理能力。
圖3：采用KDP的普克爾斯盒，可用作固態(tài)激光器中的Q開(kāi)關(guān)。
（來(lái)源：網(wǎng)站，版權(quán)歸原作者）
津公網(wǎng)安備12010102000950號(hào)