几何结构和材料

考虑施加电场的方向，普克尔斯盒具有两种不同的几何结构：

1. 纵向设计的器件中，电场与穿过电极的光束方向相同。由于需要的驱动电压与孔径无关，因此很容易实现很大的孔径。电极可以是金属环（图1，左图）或者在端面具有金属接触的透明层（右图）。

2.横向设计的器件中，电场与光束方向垂直。施加的电场通过晶体两侧的电极。对于小孔径的情况，器件具有较低的开关电压。

常用于普克尔斯盒的非线性晶体材料为钾磷酸二氘（KD^*P = DKDP），钾钛磷（KTP），偏硼酸（BBO）（后者用于平均功率较高或者开关频率很高时），铌酸锂（LiNbO₃），钛酸锂（LiTaO₃）和磷酸二氢铵（NH₄H₂PO₄, ADP）。

半波电压

普克尔斯盒一个重要的性质是其半波电压V_π。它是指产生π相位变化所需的电压。在振幅调制器中，施加的电压需要在这一值范围内变化从而工作点能够从ZUI小透射率到ZUI大透射率。

采用横向电场的普克尔斯盒的半波电压与晶体材料，电极间距和施加电场区域的长度有关。开口孔径越大，需要的电极间距越大，需要的电压也越大。

施加纵向电场的普克尔斯盒中，晶体长度不太相关，因为给定电压情况下，长度短会提高电场强度。不用增加半波电压的情况下也可以得到更大的孔径。

通常的普克尔斯盒的半波电压为几百甚至几千伏，高电压放大器需要的调制深度也很大。对于很高非线性的晶体材料（例如LiNbO₃）和电极间距很小的集成光学调制器来说，需要相对较小的半波电压，但是这种器件具有有限的功率处理能力。

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