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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?tīng)枺∕-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(guò),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)用信號(hào)的解復(fù)用。反過(guò)來(lái)用,這種濾波器也可以構(gòu)成多個(gè)波長(zhǎng)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(zhǎng),其差為ΔL,由式(2.2.3)可知,使兩臂之間產(chǎn)生與波長(zhǎng)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(duì)應(yīng)自由光譜范圍(FSR),如果λ1和λ2光在端口3都滿足相長(zhǎng)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?tīng)柛缮鎯x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(shuō)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(zhǎng),使兩臂之間產(chǎn)生與波長(zhǎng)有關(guān)的相移。光程差的選擇要使不同波長(zhǎng)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(kāi)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(kāi)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?tīng)?×1光開(kāi)關(guān),它與圖4.1.2的幅度調(diào)制器類(lèi)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(chǎng)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(chǎng)控制。
圖4.1.8馬赫-曾德?tīng)?×1光開(kāi)關(guān)