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鈮酸鋰調制器利用鈮酸鋰晶體的電光效應并結合光電子集成工藝制作而成，因其具有高響應速度，低插入損耗以及低半波電壓倍廣泛應用在光纖通信，微波光子，光纖傳感等領域。今天我們介紹一下鈮酸鋰晶體的電光效應及應用。
鈮酸鋰晶體為負單軸晶體(no>ne)，屬于三角晶系，具有3m點群對稱操作。圖1描述了其晶胞結構及物理坐標系的選取。
a立體圖 b沿z軸俯視
圖1. 鈮酸鋰晶體晶胞結構及物理坐標系
從圖1可以看出，其Z軸為3次旋轉軸，y軸在對稱平面上，x軸垂直于對稱平面。這樣的晶體結構注定了鈮酸鋰晶體具有較好的熱電效應、壓電效應、彈光效應、電光效應等。
電光效應是指在直流電場(或低頻電場)的作用下引起材料折射率明顯變化的一種現(xiàn)象。也就是說外加電場改變了介質的光學性質。在某些材料中折射率的變化與所加電場的強度成線性關系，即線性電光效應，也稱普克爾斯(Pockels)效應。線性電光效應可認為是入射光場與直流電場混合作用在物質中產生的二階非線性極化，由于線性電光效應是用二階非線性極化率描寫的，因此它只能在具有空間非對稱的晶體中發(fā)生。在有空間中心對稱的材料中，比如液體或玻璃，折射率的變化與所加電場的平方成正比，這就是二次效應或稱克爾(Kerr)電光效應。與線性電光效應類似，它可用三階非線性極化來描寫。除此之外，還有更高次的電光效應。電光效應可以用數(shù)學表達式表示，即：
式中 y、h為常數(shù)，no為未加電壓時晶體的折射率。等式右邊第一項即線性電光效應引起的折射率變化。因為一般情況下，高階效應要比一次效應弱的多，所以在鈮酸鋰晶體中，我們只需考慮線性電光效應。
在電通信系統(tǒng)中,原始率數(shù)字信號電平的峰-峰值只有0.8V。因為數(shù)據(jù)率大于2.5Gb/s的鈮酸鋰調制器的半波電壓(Vp)較高，故都需要用驅動器來推動調制器。驅動器不僅要有很寬的工作頻帶，并且要能提供足夠大的微波輸出功率。例如：對于10Gb/s、Vp=5.5V的調制器，需要驅動器具有75KHz 到8GHz的工作頻帶及20dBm(100mW)的1dB輸出功率。制作率的驅動器是非常困難的，因此制作具有低Vp的調制器是很受歡迎的。
當然，也要求調制器有良好的其他性能，如低的光插入損耗、大的消光比、小的光反射損耗、弱的電反射損耗和合適的啁啾(chirp)參量。
電光調制器有很多用途。相位調制器可用于相干光纖通信系統(tǒng)，在密集波分復用光纖系統(tǒng)中用于產生多光頻的梳形發(fā)生器，也能用作激光束的電光移頻器。
電光調制器有良好的特性，可用于光纖有線電視(CATV)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)中基站與中繼站之間的光鏈路和其他的光纖模擬系統(tǒng)。
電光調制器除了用于上述的系統(tǒng)中用于產生高重復頻率、極窄的光脈沖或光孤子(Soliton)，在先進雷達的欺騙系統(tǒng)中用作為光子寬帶微波移相器和移頻器，在微波相控陣雷達中用作光子時間延遲器，用于光波元件分析儀，測量微弱的微波電場等。