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M-Z波分復用/解復用器—光程差應用

        在4.1.3節，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用信道中的一個信道通過，從而實現對復用信號的解復用。反過來用，這種濾波器也可以構成多個波長的復用器。

        圖4.1.7a表示M-Z的結構，M-Z干涉儀的一臂比另一臂長，其差為ΔL，由式（2.2.3）可知，使兩臂之間產生與波長有關的相位差是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，其峰-峰之間的相位差對應自由光譜范圍（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的復合光。

圖4.1.7馬赫-曾德爾干涉儀及其信道復用器

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

        圖4.1.7c說明由3個M-Z干涉儀組成的4信道復用器的原理。每個M-Z干涉儀的一臂比另一臂長，使兩臂之間產生與波長有關的相移。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用器。整個結構可以用SiO2波導制作在一塊硅片上。

        在4.1.1節中，已介紹了電光效應，利用其原理也可以構成波導電光開關。圖4.1.8表示由兩個Y形LiNbO3波導構成的馬赫-曾德爾1×1光開關，它與圖4.1.2的幅度調制器類似，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。由式（4.1.5）可知，當A、B分支的相位差φ=0時，輸出功率最大；當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