全光纤马赫曾德尔干涉型滤波器的性能研究与实验

"全光纤反射式马赫曾德尔干涉型多波长滤波器的研究" 本文深入探讨了全光纤反射式马赫曾德尔干涉型多波长滤波器的性能和设计原理，这类滤波器在光纤通信和光传感领域具有广泛的应用。马赫曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder Interferometer, MZI）因其低插入损耗和良好的光纤兼容性而备受青睐。在文中，作者通过理论分析和数值模拟，揭示了两个关键参数——耦合器的分光比和两臂的臂长差——对滤波器输出谱线特性的影响。 首先，耦合器是MZI的核心组件，它们将输入光分成两束并进行重新组合。分光比决定了两束光的相对强度，直接影响着干涉效应的强弱。文中指出，两个耦合器的分光比"）和"）对滤波器的输出响应有显著影响，不同的分光比会产生不同形状和宽度的输出谱线。当分光比不同时，MZI的干涉模式会改变，从而产生不同特性的滤波效果。 其次，两臂的臂长差（即!"和!"'）是决定滤波器工作波长选择性的关键因素。通过调整臂长差，可以控制MZI的相位差，进而选择特定的波长进行过滤。实验中，作者利用光纤熔融拉锥法制作了这种器件，这种方法能精确控制臂长差，实现对所需波长的精确筛选。 此外，文中提到了MZI在光传感和光通信中的具体应用，例如作为多点、多参量光纤光栅传感信号检测的相位滤波器，以及在波分复用系统中的上下路复用/解复用器、波长交错器等角色。在光通信领域，MZI的梳状滤波特性使得它在声光滤波器、多波长光纤激光器的选模等方面也发挥了重要作用。 通过实验验证，研究发现所制作的器件性能与理论预测相符，证明了理论分析的有效性和实际应用的可能性。这一研究成果对于设计和制造具有不同性能指标的马赫曾德尔干涉型多波长滤波器提供了重要的理论指导，有助于进一步推动光纤通信和光传感技术的发展。 关键词：马赫曾德尔干涉仪；滤波器；分光比；熔融拉锥；光纤技术；波分复用；光纤传感 中图分类号：物理学；光学；光纤技术 文献标识码：科学研究 资助机构：国家自然科学基金和天津市科委攻关项目 本文的研究对于理解和优化全光纤反射式马赫曾德尔干涉型多波长滤波器的设计具有重要意义，为未来光纤通信系统和光传感网络的高性能器件开发奠定了坚实基础。