普克尔斯盒包含一块电光晶体（上面放置电极），光在晶体中传播。晶体中的相位延迟（参阅普克尔斯效应）可以通过施加可变电压进行调制。因此，普克尔斯盒可以看做一个电压控制的波片。普克尔斯盒是电光调制器的基本元件，可用于Q开关激光器。
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：
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）。
图1：在纵向电场作用下的普克尔斯盒。电极可以端面（左图）或者外表面（右图）的环。
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。
图2：具有横向电场的普克尔斯盒。左侧为体调制器，右侧为波导调制器。
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Vπ。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最小透射率到最大透射率。
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。
图3：采用KDP的普克尔斯盒，可用作固态激光器中的Q开关。
