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M-Z波分復(fù)用/解復(fù)用器—光程差應(yīng)用

        在4.1.3節(jié)，已介紹了馬赫-曾德爾（M-Z）干涉儀用作干涉濾波器的原理。這種濾波器只能讓復(fù)用信道中的一個信道通過，從而實現(xiàn)對復(fù)用信號的解復(fù)用。反過來用，這種濾波器也可以構(gòu)成多個波長的復(fù)用器。

        圖4.1.7a表示M-Z的結(jié)構(gòu)，M-Z干涉儀的一臂比另一臂長，其差為ΔL，由式（2.2.3）可知，使兩臂之間產(chǎn)生與波長有關(guān)的相位差是Δφ=kΔL，k=2π/λ，Δφ=（2π/λ）ΔL。圖4.1.7b表示M-Z干涉儀的傳輸函數(shù)，其峰-峰之間的相位差對應(yīng)自由光譜范圍（FSR），如果λ1和λ2光在端口3都滿足相長干涉條件，則在端口3輸出λ1和λ2的復(fù)合光。

圖4.1.7馬赫-曾德爾干涉儀及其信道復(fù)用器

a）1個M-Z干涉儀結(jié)構(gòu)b）M-Z干涉儀傳輸特性c）由M-Z干涉儀組成的集成4信道波分復(fù)用器

        圖4.1.7c說明由3個M-Z干涉儀組成的4信道復(fù)用器的原理。每個M-Z干涉儀的一臂比另一臂長，使兩臂之間產(chǎn)生與波長有關(guān)的相移。光程差的選擇要使不同波長的兩個輸入端的總功率只傳送到一個指定的輸出端，從而可以制成更有效的波分復(fù)用器。整個結(jié)構(gòu)可以用SiO2波導(dǎo)制作在一塊硅片上。

M-Z電光開關(guān)—其輸出由波導(dǎo)光相位差決定

        在4.1.1節(jié)中，已介紹了電光效應(yīng)，利用其原理也可以構(gòu)成波導(dǎo)電光開關(guān)。圖4.1.8表示由兩個Y形LiNbO3波導(dǎo)構(gòu)成的馬赫-曾德爾1×1光開關(guān)，它與圖4.1.2的幅度調(diào)制器類似，在理想的情況下，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，其輸出幅度與兩個分支光通道的相位差有關(guān)。由式（4.1.5）可知，當(dāng)A、B分支的相位差φ=0時，輸出功率最大；當(dāng)φ=π/2時，兩個分支中的光場相互抵消，使輸出功率最小，在理想的情況下為零。相位差的改變由外加電場控制。

圖4.1.8馬赫-曾德爾1×1光開關(guān)