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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(gè)信道通過，從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)用信號(hào)的解復(fù)用。反過來用，這種濾波器也可以構(gòu)成多個(gè)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(gè)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(gè)M-Z干涉儀組成的4信道復(fù)用器的原理。每個(gè)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(gè)輸入端的總功率只傳送到一個(gè)指定的輸出端，從而可以制成更有效的波分復(fù)用器。整個(gè)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(gè)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(diǎn)平均分配到兩個(gè)分支傳輸，在輸出端D干涉，其輸出幅度與兩個(gè)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(shí)，輸出功率最大；當(dāng)φ=π/2時(shí)，兩個(gè)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)