電與光是信息領域最廣爲使用的傳輸媒介。電，作爲傳統與通用的傳輸介質，在各個信息系統中發揮着舉足輕重的作用，但其卻擁有一些不可避免的缺陷。而光，作爲新的傳輸媒介，相比於電擁有很多優勢。光目前正在一些特定領域逐漸取代電，例如通信系統等。但鑑於目前信息系統大多仍以電信號爲主，所以一個系統必將同時處理光與電信息。我們常需要利用電對光進行調製，將信號加載在光上。電光效應正使得這成爲可能。對光場的幅度，頻率，相位等參數均可進行調製。
電光調製主要分爲直接調製與外調制。
直接調製指電信號直接改變激光器的偏置電流，使輸出激光強度隨電信號而改變。優點是採用單一件，成本低廉，附件損耗小。缺點是調製頻率受限，與激光器弛豫震盪有關，產生強的頻率啁啾，限制傳輸距離，光波長隨驅動電流而改變。適用於短距離低速率的傳輸系統。
外調制指調製信號作用於激光器外的調製器上，產生電光熱光和聲光物理效應，從而使通過調製器的激光器的光參量隨信號而改變。優點是不干擾激光器工作，波長穩定，可對信號實現多種編碼格式，高速率。缺點增加了外光學器件，成本增加，增加了線路損耗。
之前的文章中我們曾介紹過電光效應的基本原理，這次我們主要談談基於電光效應的電光調製技術。
我們知道，我們可以改變外加電場，控制晶體的折射率，進而改變相位，從而實現光調製。如果外電場與光傳播方向相同，這種調製器叫縱向電光調製器；若外電場與光傳播方向垂直，這種調製器叫橫向電光調製器。這裏我們考慮與討論橫向向電光調製器。
根據之前講的KDP晶體的泡克爾斯效應（在強電場下由單軸晶體變爲雙軸晶體，折射率之差與電場強度一次方成正比。），線偏振光進入長度爲d的晶體後，沿x與y軸的光矢量將有一個固定的相位差：
稱爲電光係數， 爲 KDP晶體的o折射率。
這兩束具有一定相位差的線偏振光合成橢圓偏振光，此時從檢偏器透射出來的光強爲：
如果把電信號加在晶體上，輸出光強信號將隨信號而變化，完成信號的調製。我們用作圖的辦法說明光強隨電壓信號變化的情況。如下圖所示，由於調製器工作於透射率曲線的非線性區域，故輸出的光信號失真，又由於透射率曲線是y軸對稱的，所以輸出的光信號是外加電壓信號的2倍。爲了使輸出信號更好反映電信號，調製器必須工作於透射率曲線的線性部分，即在 附近。爲此我們需要在LDP晶體前放置一個1/4波片，則正交的2個光矢量將產生 的位向差從而工作於線性部分。
通常我們使用橫向電光效應，我們能獨立減小晶體厚度與長度，從而增加電場強度與引起更多相位變化。
目前最爲常用的電光效應調製器是馬赫-曾德爾（M-Z）幅度調製器。它由在LiNbO3晶體表面用鈦擴散波導構成，屬於干涉型調製器，如下圖所示。這種調製器使用兩個頻率相同，但相位不同的偏振光波進行干涉。外加電壓引入相位的變化，可以轉化爲幅度的變化。在下圖表示的由兩個y型波導構成的結構中，理想情況下，輸入光功率在c點平均分配到兩個分支傳輸，在輸出端d干涉，所以該結構扮演着一個干涉儀的作用,其輸出幅度與兩個分支光通道的相位差有關。兩個理想的背對背相位調製器，在外電場的作用下，能夠改變兩個分支中待調製傳輸光的相位,從而改變輸出光強。如下圖所示，由於加在兩個分支中的電場方向相反，所以在兩個分支中的折射率和相位變化也相反。例如落在a分支中，引入 的相位變化，那麼在b分支則產生 的相位變化,因此ab分支將引入 的相位的變化。該電壓可以使調製器狀態實現由開到關的切換，可用於光開關。當調製電壓引起a,b兩臂0- 的相位變化時，輸出光強將隨調製電壓而變化，所以加到調製器上的電比特流在調製器輸出端產生了波形相同的光比特流。
封裝後的商用LiNbO3調製器模塊：
補充：
參考文獻：
1.《物理光學》第四版，樑銓廷，電子工業出版社
2.《光子學與光電子學》，原榮，邱琪，機械工業出版社