M-Z波分复用/解复用器—光程差应用

        在4.1.3节，已介绍了马赫-曾德尔（M-Z）干涉仪用作干涉滤波器的原理。这种滤波器只能让复用信道中的一个信道通过，从而实现对复用信号的解复用。反过来用，这种滤波器也可以构成多个波长的复用器。

        图4.1.7a表示M-Z的结构，M-Z干涉仪的一臂比另一臂长，其差为ΔL，由式（2.2.3）可知，使两臂之间产生与波长有关的相位差是Δφ=kΔL，k=2π/λ，Δφ=（2π/λ）ΔL。图4.1.7b表示M-Z干涉仪的传输函数，其峰-峰之间的相位差对应自由光谱范围（FSR），如果λ1和λ2光在端口3都满足相长干涉条件，则在端口3输出λ1和λ2的复合光。

图4.1.7马赫-曾德尔干涉仪及其信道复用器

a）1个M-Z干涉仪结构b）M-Z干涉仪传输特性c）由M-Z干涉仪组成的集成4信道波分复用器

        图4.1.7c说明由3个M-Z干涉仪组成的4信道复用器的原理。每个M-Z干涉仪的一臂比另一臂长，使两臂之间产生与波长有关的相移。光程差的选择要使不同波长的两个输入端的总功率只传送到一个指定的输出端，从而可以制成更有效的波分复用器。整个结构可以用SiO2波导制作在一块硅片上。

        在4.1.1节中，已介绍了电光效应，利用其原理也可以构成波导电光开关。图4.1.8表示由两个Y形LiNbO3波导构成的马赫-曾德尔1×1光开关，它与图4.1.2的幅度调制器类似，在理想的情况下，输入光功率在C点平均分配到两个分支传输，在输出端D干涉，其输出幅度与两个分支光通道的相位差有关。由式（4.1.5）可知，当A、B分支的相位差φ=0时，输出功率最大；当φ=π/2时，两个分支中的光场相互抵消，使输出功率最小，在理想的情况下为零。相位差的改变由外加电场控制。

图4.1.8马赫-曾德尔1×1光开关