電光調制器和聲光調制器有什么區別？

  在光通信、激光加工與精密測量領域，電光調制器（EOM）與聲光調制器（AOM）作為兩大核心器件，通過不同的物理機制實現光信號的精準調控。盡管二者均服務于光信號的強度、相位或頻率調制，但其技術路徑、器件特性與應用場景存在顯著差異。四川梓冠光電將從工作原理、結構組成、性能優勢及典型應用四個維度展開系統性對比。

  一、工作原理的區別：

  電光調制器基于電光效應，通過外加電場改變電光晶體（如鈮酸鋰LiNbO?）的折射率，進而調控光信號的相位、振幅或偏振態。例如，在Pockels效應中，晶體折射率與電場強度呈線性關系，使得光信號的相位延遲隨電壓變化而線性調整。這種機制使其在高速光通信中可實現10GHz以上的調制帶寬，適用于高速數據編碼與傳輸。

  聲光調制器則依賴聲光互作用，通過壓電換能器將電信號轉換為超聲波，聲波在聲光介質（如二氧化碲TeO?）中傳播時形成周期性折射率光柵，導致入射光發生衍射。衍射光的強度、頻率或方向隨聲波參數變化，從而實現光信號的調制。例如，在拉曼-奈斯衍射模式下，光束能量可轉移至一級衍射光，實現高效的光開關功能。

  二、結構的區別：

  電光調制器的核心結構包括電光晶體、偏振器、電極及驅動電路。以馬赫-曾德爾干涉儀（MZI）型電光調制器為例，光束被分束后分別通過兩臂，其中一臂施加調制電壓，通過改變兩臂光程差實現強度調制。其設計需兼顧晶體長度、電極間距及偏振匹配，以確保低插入損耗與高消光比。

  聲光調制器由聲光介質、壓電換能器、聲吸收層及驅動電路構成。換能器將射頻信號轉換為超聲波，聲波在介質中傳播時形成動態光柵，光束通過時發生衍射。例如，在光纖耦合型AOM中，聲光介質與光纖端面直接耦合，通過優化聲波頻率與光波長匹配，可實現10ns級的快速響應。

  三、特點的區別：

  電光調制器的優勢在于其超高速調制能力與低插入損耗。例如，基于鈮酸鋰晶體的EOM調制帶寬可達40GHz，適用于100G/400G光通信系統。此外，其偏振無關特性使其在復雜光網絡中更具兼容性。然而，電光調制器需高壓驅動（通常>100V），且對溫度敏感，需配備精密溫控系統。

  聲光調制器則以高消光比、低驅動功率及低成本著稱。例如，自由空間型AOM的消光比可達1000:1，驅動電壓僅需數伏，且價格僅為同規格EOM的1/3。此外，AOM具有全固態結構，無機械運動部件，壽命長達10萬小時以上。但其調制帶寬受限于聲波傳播速度，通常低于200MHz，且衍射效率隨波長偏離布喇格條件而顯著下降。

  四、應用范圍的區別：

  電光調制器在高速光通信、光纖傳感及微波光子學領域占據主導地位。例如，在相干光通信中，EOM用于產生高純度光載波，實現QPSK/16QAM等高階調制格式；在光纖陀螺儀中，其低相干噪聲特性可提升慣性導航精度。此外，EOM還可用于激光雷達的相位編碼與量子密鑰分發的單光子調控。

  聲光調制器則廣泛應用于激光加工、光譜分析及量子通信領域。例如，在激光打標機中，AOM通過脈沖調制實現微米級精度加工；在拉曼光譜儀中，其頻率掃描功能可實現分子振動譜的快速采集；在量子通信中，AOM用于單光子源的開關控制與糾纏光子對的制備。此外，AOM還可作為光開關，在激光雷達中實現光束的快速掃描。

  電光調制器與聲光調制器雖同屬光調制器件，但其技術路徑與性能特性決定了差異化的應用場景。電光調制器以高速與低損耗見長，適用于高速通信與精密傳感；聲光調制器則以高消光比與低成本取勝，在激光加工與量子技術中發揮關鍵作用。隨著薄膜鈮酸鋰、有機聚合物等新材料的應用，EOM的驅動電壓與成本有望進一步降低；而基于微機電系統（MEMS）的集成化AOM則將推動激光加工設備的微型化。未來，二者的技術融合與協同創新或將催生更多光子學應用突破。