光与电耦合是指光功率或光强的变化可以通过光电转换器转换成电信号。它的应用非常广泛，例如在通信系统中光纤光收发机的设计中，就需要用到光与电耦合技术。光与电耦合的实现是基于以下几个原理。
电光效应是光学和电学之间的一种耦合现象，它是指在外加电场的作用下，介质会发生相应的折射率变化。利用电光效应可以制作出各种光电调制器、分路器、环路器等元器件，进而实现光与电之间的互相耦合。
例如，电光调制器的作用是通过改变光波的群速度来控制光的相位，从而实现对光信号的调制。其结构原理是：将光波与电场耦合在电光晶体中，利用电场的中心对称性来减小影响，进而实现光的调制功能。
光电效应是指在电子和电磁辐射相互作用的过程中，电磁辐射能被吸收，电子从原子中解离出来，形成晶体中自由电子对其它电磁辐射的感应电流，从而实现光信号的转换。
光电效应应用广泛，其中最重要的是利用光电效应制作成各种光电器件，如光电探测器、光电二极管、光电倍增管等，进而实现光与电之间的转换。在现代通信系统的设计中，光电器件已经成为核心元器件之一，其速度、灵敏度、带宽等特性对整个系统的性能都有着至关重要的作用。
压电效应是指在某些材料中存在着一种电磁效应，即在物质由于机械应力产生外力的作用下，部分原子出现略微的变形。这种变形会使材料中的电荷极性发生改变，从而在材料的两端产生电势差。利用压电效应可以将光波转换成电信号。
压电效应可应用于各种传感器中，例如压力传感器、温度传感器等。在光与电之间的耦合应用中，最主要的应用是PIFA天线，其结构通常由压电陶瓷和电磁辐射器组成。当压电陶瓷发生压力变化时，会产生电信号，从而通过电磁辐射器将电信号转换成可传输的光信号。
介电效应是指在材料中存在赖以存在的介电常数，材料会对电场的强弱和电磁能量的传播方向产生影响。介电效应可以通过改变介质的极化程度来转换成电信号。在光与电之间的耦合应用中，这种原理被广泛利用。
尤其是在光纤通信系统中，基于介电效应的耦合技术已成为主流的选择。它的基本原理是，在光纤内部的某个局部区域，将光的信息转换成电信号，通过一段传输介质将信息从光纤中传输到它所连接的另一个光纤，最终再将电信号转换成光信号。其中，介电效应被广泛应用于各种介质的制备中，例如聚合物、玻璃等。
关注微信