Mach-Zehnder电光调制器产生多波长光源的实验研究
马赫曾德干涉仪实验讲义
马赫曾德干涉仪马赫——曾德干涉仪。
马赫——曾德干涉仪（Mach-Zehnder; inter-ferometer）是一种重要的光学和光子学器件，广泛应用于干涉计量、光通信等领域；它用分振幅法产生双光束以实现干涉，被广泛用作传感器和光调制器。
一、实验目的1．掌握马赫曾德干涉仪的原理和结构；2. 组装并调节马赫曾德干涉仪，观察干涉条纹。
3. 学会调节两束相干光的干涉；二、实验原理与仪器He-Ne 激光器、平面反射镜1和平面反射镜2 、分束器、合束器、扩束滤波准直系统、可变光阑、光强衰减片、白屏。
图1 实验装置及光路图图1为马赫曾德的实验装置图，：由He-Ne激光器发出的激光由扩束镜（显微物镜）、针孔滤波和透镜准直后形成宽口径平面波，经可变光阑后，光斑直径变为1厘米后，再经分束器形成两路：透射光和反射光。
透射光被反射镜2反射后垂直入射到原始物平面Po上的物体上，经衍射后的物光经过合束器到达距离z=20厘米处的CCD记录面P H上。
经过分束器后的反射光作为参考光被反射镜1和合束器反射到P H面上与物光干涉产生干涉条纹，被CCD 记录下来传输到计算机中。
三、实验内容和步骤1 光学器件的共轴调节调节激光器水平，调整各器件的高度的俯仰，使其共轴。
在调节透镜时要注意反射光点重合。
2 平行光调节利用调平的激光器，通过调节扩束准直系统，得到平行光。
加入可变光阑，使平行光中心通过光阑的中心。
通过针孔滤波和透镜准直获得宽口径平面波后搭建MZ干涉仪，保证两束光在合束器后完全重合并产生平行直条纹的干涉图样。
3.首先在激光束的传播方法放置分束器，将He-Ne激光器的主光束平分得到两个分光束。
调整分束器角度，得到两条严格垂直的分光束。
在光路1中放置反射镜1，将分光束1的传播方向改变，该反射镜与分光器位于同一列螺纹孔。
反复调节反射镜的位置和反射角度，得到严格平行并且等高的两束光线。
在光路2中放置反射镜2，如果调节的方法正确，主分光束的反射光和另外一条分光束可以刚好在空间相交，该交点基本可以刚好满足严格的等过程。
光纤马赫-曾德干涉实验
马赫-曾德光纤干涉实验光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一种新型传感器,它是光纤和光通讯技术迅速发展的产物。
光纤马赫-曾德干涉仪(MZI)是一种功能型光纤传感器,它在光纤技术中常用作相位、频率等的调制解调器。
一、实验目的1．学习光纤 马赫-曾德（Mach-Zenhder ） 干涉原理2．掌握利用马赫-泽德光纤干涉仪对压力和温度的测量。
二、实验器材OFKM-Ⅳ型多功能全光纤干涉仪，He-Ne 激光器 三、实验原理1．光纤传感器基本工作原理光纤 马赫-曾德（Mach-Zenhder ） 干涉仪结构与原理如图 1所示。
光源发出的光经过耦合器（DC1），将光束一分为二，光纤一臂为信号臂，另一臂为参考臂。
经过耦合器 DC2 进行干涉，干涉光照到探测器上，光强表达式分别为)(cos 1t B A I Φ+= （1） )(cos 2t B A I Φ-= （2）在通过对干涉信号相位的获得来推知作用在信号臂上的外界物理量的变化。
2．马赫-曾德光纤温度传感器工作原理激光束从激光器发出后经分束器分别送入长度基本相同的两条光纤, 而后将两根光纤输出端汇合在一起,产生干涉光, 从而出现了干涉条纹。
当一条光纤臂温度相对另一条光纤臂的温度发生变化时, 两条光纤中传输光的相位差发生变化, 从而引起干涉条纹的移动。
干涉条纹的数量能反映出被测温度的变化。
光探测器接收到干涉条纹的变化信息, 并输入到适当的数据处理系统, 最后得到测量结果。
长度为 L 的光纤中传播光波的相位ΦnL k 00+Φ=Φ （3）其中0Φ 为光进入光纤前的初始相位， 0k （00/2λπ=k ，0λ为真空中波长）为传播常数, n 为光纤的折射率;L 为光纤的长度。
图1 光纤Mach-Zenhder 干涉仪原理图λπ=λπδ=∆ΦSP22λπ+=SP K I I I 2cos 00设光纤1L 温度不变，光纤2L 温度该变T ∆,则折射率n 的改变量为n ∆ ，光纤2L 长度改变量为2L ∆。
马赫曾德干涉仪实验讲义
马赫曾德干涉仪马赫——曾德干涉仪.马赫——曾德干涉仪(Mach—Zehnder；inter—ferometer）是一种重要的光学和光子学器件,广泛应用于干涉计量、光通信等领域；它用分振幅法产生双光束以实现干涉，被广泛用作传感器和光调制器。
一、实验目的1．掌握马赫曾德干涉仪的原理和结构；2。
组装并调节马赫曾德干涉仪,观察干涉条纹。
3. 学会调节两束相干光的干涉；二、实验原理与仪器He-Ne 激光器、平面反射镜1和平面反射镜2 、分束器、合束器、扩束滤波准直系统、可变光阑、光强衰减片、白屏.图1 实验装置及光路图图1为马赫曾德的实验装置图，：由He—Ne激光器发出的激光由扩束镜（显微物镜）、针孔滤波和透镜准直后形成宽口径平面波,经可变光阑后，光斑直径变为1厘米后，再经分束器形成两路：透射光和反射光.透射光被反射镜2反射后垂直入射到原始物平面Po上的物体上，经衍射后的物光经过合束器到达距离z=20厘米处的CCD记录面P H上。
经过分束器后的反射光作为参考光被反射镜1和合束器反射到P H面上与物光干涉产生干涉条纹,被CCD记录下来传输到计算机中.三、实验内容和步骤1 光学器件的共轴调节调节激光器水平，调整各器件的高度的俯仰,使其共轴。
在调节透镜时要注意反射光点重合。
2 平行光调节利用调平的激光器，通过调节扩束准直系统，得到平行光。
加入可变光阑，使平行光中心通过光阑的中心。
通过针孔滤波和透镜准直获得宽口径平面波后搭建MZ干涉仪，保证两束光在合束器后完全重合并产生平行直条纹的干涉图样.3.首先在激光束的传播方法放置分束器，将He-Ne激光器的主光束平分得到两个分光束。
调整分束器角度，得到两条严格垂直的分光束。
在光路1中放置反射镜1，将分光束1的传播方向改变，该反射镜与分光器位于同一列螺纹孔。
反复调节反射镜的位置和反射角度，得到严格平行并且等高的两束光线。
在光路2中放置反射镜2，如果调节的方法正确,主分光束的反射光和另外一条分光束可以刚好在空间相交，该交点基本可以刚好满足严格的等过程。
实验报告 马赫 曾德干涉仪
实验报告马赫曾德干涉仪实验报告马赫-曾德干涉仪2011-03-17 11:20 P.M.班级08级物理系*班组别_1_姓名_Ayjsten_学号1080600*日期_ 2010.03.02指导教师_ _【实验题目】马赫-曾德干涉仪马赫-曾德干涉、针孔滤波器、相干长度。
【实验目的】1.熟悉所用仪器及光路的调节，观察两束平行光的干涉现象。
2.观察全息台的稳定度。
3.通过实验考察激光的相干长度。
【实验原理】针孔滤波器激光从发出，经过各种透镜的反射折射，会产生很多杂散光，如光学元件表面本身不够平整，表面落有灰尘等，而激光的干涉性又好，元件表面的问题导致激光产生大量散射光。
针孔滤波器原理图见图?，如图所示，聚光镜汇聚光的同时还产生很多散射光，而这些散射光的光线与没有受到干扰的光束的方向不同，只有没有受到干扰的光束才能通过针孔，从而过滤掉了其他的干扰光。
针孔的直径很小，一般约，从针孔后面看，就可以把它当做一个能产生球面波接近理想的光源。
这对于光学研究有重要的意义。
全息工作台基本要求是工作台的稳定性要好。
振动的一般来源是地基的震动，所以必须对全息台进行减震处理。
专用全气浮工作台是最好的减震台。
简单的减震方法可用砂箱、微塑料、气垫和重的铸铁或花岗岩，并应安装一个隔离罩。
记录全息图时，室内不要通风，工作人员不要大声讲话并与工作台保持较远的距离。
如全息记录时，物光和参考光交角为θ，干板中央处的干涉条纹间距为d=λ/sinθ(λ为激光波长)。
如果干板以大于d/2的振幅上下震动，则明暗部分将混乱。
所以在记录全息的过程中，工作台的稳定性必须考虑。
马赫-曾德干涉马赫-曾德干涉是用分振幅法产生双光束以实现干涉的干涉仪。
具体光路图见下图?所示。
马赫-曾德干涉中，在分束镜2处汇聚的两路激光一般是存在一个夹角的，调整分束镜2使夹角减小，则白屏上观察到的干涉就更明显。
由分束镜分开后的两路光路长度，要求是等长的。
若相差超出实验用的激光器的最大相干长度，则不能出现干涉。
Mach—Zehnder干涉法条形波导电光效应测试系统的研究
式 中 ： 为入 射光波 的波 长 （ 波波长 为 １５ ｎ 光 ０ ｍ）；ｄ为 上 、下 电极 之 问 的距 离 （ ５ 即样品 的厚度 ）；Ｖ为
加在样品两端调制电压的峰一 峰值 ；Ｌ为电极长度 ； 为介质折射率。 ｎ 再利用电光系数与非线性极化率之间的关系式 （ ） ２ ，即可求出此时样品中二阶非线性极化率的 （大 ）
／ ＵＳ
网 ２ 频率为 １ Ｈ ｚ的对比信号波形 ｋ
图 ３ 频率为 ８ Ｈ ０ｋ ｚ的调制信号波形
利用公式 △ ２ ｒ ｉ Ａ ／￣ ） ＝ ａ ｓ （ Ｖ Ｖ 即可求出经过波导样品的相位变化 △ ｃｎ 。 。再利用 电光系数 和相位变 化△ 的关系式 （ ），即可求出此时样品的电光系数。 １
的可见光 是用来对 整个光 路进 行性 能调整 ，不 用于实 际测量 ）。样 品光 路 的调 制信 号 和参考光 路的对 比信
图 １ ＭａｈＺ ｈｄｒ ｃ－ ｅｎｅ 干涉 法波 导 电光效应测 试 系统
收稿 日期 ：２ １－ ２ １ ０ １ １—６
基 金项 目：齐齐啥 尔市科 技局指 导项 目
通过调整两路光的偏振方 向和强度 ， 得到最大的对比信号 。 ， 小 如图 ２ 所示。 切断加在相位调制器（ ｉＯ ） Ｌ ， Ｎ 上的信号，把波形发生器的输出信号连接到直流放大器的输入端 ，放大后的信号加在波导样品上 ，测量输 出的调制信号为 Ａ Ｖ，如图 ３ 所示。
／ Ｓ ｍ
张立平 ，张楠 ，张淑丽 ，万永刚 ’ ，薛俭 雷 ，金成 ，耿奎 ，王晓东
（． １ 齐齐哈尔医学院 医学技术学院 ， 黑龙江 齐齐哈尔 １１０ ；． ６０６ ２ 齐齐哈尔市第六 中学 物理组 ， 黑龙江 齐齐哈尔 １１ ２ ６０ ） ４
基于Mach—Zehnder干涉仪的可调谐全光纤调Q激光器
维普资讯
电 寻 ・黻 光
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ） ｔ ｅｅ ｔ【 １ ｏ ｒ ａ ｆ（Ｄ 。 ｌｃ ｒｌ ｎ
பைடு நூலகம்
第ｌ卷 ３
第５ 期 ２０ 年 ５ ０２ 月
Ｌａｅ Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ５ Ｍ ａ ０ ２ ｓｒ ｜ １ ． ｙ２０
基 于 Ｍ ａｈＺ ｈ ｄ ｒ干涉 仪 的可 调谐 全 光 纤 调 Ｑ激 光 器 ’ ｃ—ｅｎ ｅ
的光脉 冲。
光 器 主动调 Ｑ 技 术 的研究 中 ， 们 采用 声光 谱 Ｑ、 人 电 光 调 Ｑ、 械转镜 调 Ｑ 和饱 和吸 收体调 Ｑ 等技术 ， 机 并 将 调 Ｑ装 置引入激 光 器谐振腔 中Ｄ ］这需 要将 它们 。 插入 到光 纤激 光器的谐 振腔 ， 它们 与光纤 的耦合 损耗
Ｋｅ ｒｓ： ｓ ｔｈ ｄｌｓｒ ｌ ｆｂ ｒ ｙｗｏ ｄ ０ ｗｉ ｅ ａ ｅ ｛ａｌ ｉｅ ｝Ｍ ａ ｈ Ｚ ｈ ｄ ｒＩ ｔＨｅ ｏ ｔｒ Ｍ Ｚ ） ｃ ｔ — ｅ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｍｅｅ （ Ｉ
１ 引 言
光纤 激光 器近年来 引起 了人们极 大 的研究兴趣 。
随 着 光 通 讯 技 术 的 飞 速 发 展 和 光 纤 光 栅 的 出 现 ， 纤 光 激 光 器 的 研 究 取 得 了 突 破 性 的 进 展 。 以往 的 光 纤 激 在
ｆ ｅ ｓ ｔｈ ｄ ｌｓｒ ｗｉｈＱ—ｗｉｃ ｅ ｄ ｐ ｌｅ ｔｔ ｅｒｐ ｔ ｉｎ ｒ ｔ ｆ１ｋ ～ １ Ｈｚ Ｔｏ ａｐ ｌｅ ８ ｉ ｒ０ ｗｉ ｅ ａ ｅ ； ｔ ｓ ｔｈ ｃ ｕｓｓａ ｈ ｅ ｅｉ ｏ ａｅｏ Ｈｚ ｂ ｃ ｔ ０ ｋ ． ｕｓ ｔ
马赫曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用
万方数据第３期湖南工业职业技术学院学报２０１０年ｎ，＝ｎ：＝ｎ。
＋△ｎ．＝ｎ。
＋÷焉‰Ｅ（３）却ｅ／出≠０，则输出光信号的频率发生漂移；若孑％／ｄｔ２≠０·说明ｚ方向的外加电场作用在材料上，引起了ｘ和Ｙ方向折射率的变化。
折射率的变化与外加电压的比值和材料的非线性系数有关，构成电光调制器时尽可能选取一些具有较高二阶非线性系数的材料，像ＬｉＮｂ０３，ＬｉＴａ０３，ＳＢＮ，目前常用的电光调制器通常选用ＬｉＮｂＯ，。
ＭＺ电光调制器的结构如图１所示，输入光波经过一个Ｙ分支后变为两路，由于两臂所加电压不同，导致两臂由Ｐｏｃｋｅｔ效应引入的折射率变化不同，再经过一个Ｙ分支将信号和为一路输出。
这是典型的ＭＺ干涉结构。
输出的光功率可以由两臂的电压共同控制。
图１ＭＺ电光调制器的结构图ＭＺ干涉结构在ＬｉＮｂＯ，称底上制成，两臂为波导结构，所以可以制成较小的尺寸。
在光波的传输方向上无电场，假设光波沿Ｙ方向传播，则光电场振动方向可以沿ｘ方向或者ｚ方向。
依据ＴＭ模式光波电场的振动方向可以将ＬｉＮｂＯ，波导的结构分为两种，如图２所示：（ａ）为ｘ切结构，（ｂ）为ｚ切结构。
ｓｉｎｇｎａｌｇｒｏｕｎｄｇｒｏｕｎｄｓｉｇｎａｌｇｒｏｕｎｄ产鼍，甓罗一ｔｏｐｔｉｃａｌＬ—＇Ｘｗａｖｅｇｕｄｅ（ａ）ｘ切结构（ｂ）Ｚ切结构图２ＭＺ电光调制器的丽种结构ｐｌ和Ｐ２分别为第一、第二个Ｙ分支的耦合比例，Ａ；为入射光波的复振幅，Ａ。
为输出光波的复振幅，妒。
和妒：为经过上下两臂引入的相位。
则输出光波的复振幅可以表示为：＾。
＝Ａｔ（∥可习；ｘｐ（ｔｐ。
）＋石可ｊ》ｘｐ（仡））（４）一般情况下Ｐ。
＝Ｐ２＝１／２Ａ。
＝ｊＡｉｅｘｐ（．『半）咖（字）吐唧ｃｊ＃Ｌ）ｊｅｘｐ（，’鼍≯）ｃｏｓ（仃（Ｕ一屹）２ｖ．（５）式中ｅｘｐ（ｊｐＬ）ｊｅｘｐ（Ｊ掣）为相位部分，其中，ｅｘｐ（ｊｆｌＬ）ｊ为固定的相位，可以通过选择恰当的调制器臂长，使得肚＋仃／２＝２ｋ＇ｎ－，即此相位对调制器的输出光没有影响；ｅｘｐ（加（Ｖｉ＋ｎ）／（２ｖ．））为所加电压对相位的影响，可以看出此相位只与两臂电压之和有关。
a于全光纤MachZehnder干涉仪的波长解调技术研究
摘要：对基于Ｍａｃｈ．Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪的光纤光栅Ｂｒａｇｇ波长解调原理进行了分析，模拟仿真了干涉仪的 输出谱，并讨论了其输出电路的运算形式．实验研究了基于Ｍａｅｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪的温度传感系统的波长解 调方案，该系统达到０．７ ｐｍ的波长检测精度．
关键词：光纤光栅；干涉；解调 中图分类号：ＴＮ２５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－８３９５（２００８）０６－０７２１．０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｏｐＩｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｇｒａｔｉｎｇ Ｂｒａｇｇ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｈｉｆｔ ｂａｓｅｄ ０１１ Ｍａｅｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ｉｓ ａⅢ啦ｒｚｅｄ．
Ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｐｅｃｔｒａ ０ｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ ａ坨ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｓｈｉｆｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｕｓｅｄ
将传感光栅放入ＤＦ２０５电热鼓风干燥箱中加 热进行温度传感测试．传感光栅室温时的布拉格波
图６温度传感测试曲线 Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｓｅｌｌｓｈｌｇ ｃｌｌｒｖｅ
３结语
本文研究了基于全光纤Ｍａｃｈ—Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉仪 的波长解调技术，作为温度等传感器波长检测，具 有较高的分辨率，成本低廉，但其Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干 涉仪的双臂很容易受到环境振动的影响，其稳定性 还有待进一步研究．
位相反的光谱分布．两输出端的光功率可表达为
Ｐ２（Ａ）＝如１＋ｃｏｓ竿ａｔ］Ｐｌ， （６）
收稿日期：２００７—０５—０８ 基金项目：重庆市教委科技项日基金（ＩＬｌ０８１１２０）资助项目 作者简介：罗映样（１９６４－）。男，副教授，主要从事光电子器件、光纤光栅及其应用等方呵的研究
光纤Mach--Zehnder干涉传感研究的开题报告
光纤Mach--Zehnder干涉传感研究的开题报告一、选题背景在工业、医疗、环境等领域，传感技术扮演着越来越重要的角色。
针对环境监测、工业质量监测、医疗生物监测，传感技术能够实时、准确的获取各种物理信号。
光纤传感是目前发展较快的一种传感技术，相比于传统的传感方法，它具有传递距离远、干扰小、抗干扰性好的优势。
其中，Mach-Zehnder干涉仪作为传感器的核心部分，具有灵敏度高、精度高、可靠性高的优点，在光纤传感领域得到了广泛应用。
二、选题意义目前，Mach-Zehnder干涉传感技术已经在油田、电力、交通、环保等领域得到了广泛的应用。
在这些领域中，Mach-Zehnder干涉传感器可以检测温度、应力、压力、流速等各种物理量，并对被检测对象进行实时监测和预警。
通过对干涉仪光路的改变，还可以实现多物理量的同时检测，为各行各业提供高效、可靠、可操作化的监控手段，有重要的理论和应用价值。
三、选题目的和内容本文旨在研究光纤Mach-Zehnder干涉传感技术，在此基础上探讨其在物理量检测中的可行性和优势。
具体内容如下：1.理论研究。
介绍Mach-Zehnder干涉原理、光纤传感技术原理，深入探讨其在传感技术中的应用，并以此为基础展开实验研究。
2.实验部分。
设计并建立光纤Mach-Zehnder干涉仪，进行物理量（如温度、加速度、压力等）的检测实验，通过实验结果深入探讨该技术在不同物理量检测中的应用和优势。
3.对比分析。
比较Mach-Zehnder干涉传感技术与其他传感技术在精度、准确性、抗干扰等方面的差异，以此为依据对其应用价值进行评估。
四、预期成果1.建立Mach-Zehnder干涉传感仪的实验平台，检测并分析各种物理量的干涉信号，并对物理量的变化进行实时展示和监测。
2.深入探讨Mach-Zehnder干涉传感技术的优势和不足，并对其应用价值进行评估。
3.为传感技术的发展提供理论和实验依据。
五、研究方法1.理论分析方法：对Mach-Zehnder干涉原理、光纤传感技术原理进行分析和理论推导，研究传感器对物理量的响应机理。
马赫-曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用
马赫-曾德尔电光调制器原理及其在光纤通信中的应用一、马赫曾德尔电光调制器原理马赫曾德尔电光调制器（MachZehnder electrooptic modulator）是一种利用电场控制光的偏振状态进而调制光的相位的装置。
它由两个光分束器和两个相同的光纤光波导构成。
其中一个光分束器负责将输入的光信号分成两束，另一个光分束器负责将两束光信号合并。
在两个光分束器之间的两个光波导中，通过提供不同的电场来控制两束光信号的相位差，从而达到对光信号进行调制的目的。
马赫曾德尔电光调制器的原理基于电光效应。
电光效应是指在某些晶体材料中，当施加电场时，它们的折射率会发生变化。
通过在光波导中引入具有电光效应的材料，可以利用外界电场来控制光波导中的折射率，从而实现光的相位调制。
在马赫曾德尔电光调制器中，通过分别施加不同的电压到两个光波导中的电光材料上，可以使得两束光的相位差发生变化。
当电子流经电光材料时，电子受到外界电场的驱使，使得晶格结构发生畸变，进而导致折射率的变化。
这种折射率的变化会影响光在材料中的传播速度和相位，从而实现对光信号的调制。
二、马赫曾德尔电光调制器在光纤通信中的应用1. 光信号调制：马赫曾德尔电光调制器可以实现对光信号的调制，将电子信号转换为光信号。
在光纤通信系统中，通过将电信号转换为光信号，可以实现远距离的传输，并且能够克服电磁干扰带来的影响。
2. 光信号调幅：马赫曾德尔电光调制器还可以实现对光信号的调幅。
通过调节施加到光波导中电光材料上的电压，可以控制光信号的相位差，从而实现对光信号的幅度调节。
3. 光信号调相：除了调幅外，马赫曾德尔电光调制器还可以实现对光信号的相位调制。
通过控制电场的强度和频率，可以改变光信号的相位差，实现对光信号的相位调节。
4. 光信号开关：马赫曾德尔电光调制器还可以用于光信号的开关控制。
通过控制施加到光波导中电光材料上的电压，可以使得光在不同光波导中的传播路径发生变化，实现光信号的开关控制。
基于Mach-Zehnder干涉的光子晶体光纤传感技术研究进展
２０１７年 ，ＹｏｎｇＺｈａｏ等 人 提 出 了 ＭＺＩ—ＰＣＦ 的 ＲＩ 传 感 器 结 构 ， 如 图 １所 示 ，该 传 感 器 在 两 个 ＳＭＦ之 间 级 联 一 段 有 半 锥 形 塌 陷 区 域 （ＨＴＣＲ） 的 ＰＣＦ， 通 过 增 强 ＭＺＩ．ＰＣＦ的消 逝场 ，提供 消 逝场 与 周 围介 质 ＲＩ （ＳＲＩ）之 间更 充 分 的相 互 作 用 ，增 强 ＲＩ测 量 的 灵敏 度 ， 传 感 器 实 验 中 采 用 三 种 长 度 相 同但 塌 陷 区 域 长 度 和 最 大 锥 径 依 次 增 大 的 ＭＺＩ．ＰＣＦ的 ＲＩ传 感 器 ， 实 验 测 得 ＲＩ灵 敏 度 也 逐 渐 增 大 】。
韩博 高朋
沈 阳 师 范 大 学 物 理 科 学 与 技 术 学 院 ， 辽 宁 沈 阳 １ １００３４
一 、 引言
、『，，．子品体光纤 （Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｂｅｒ，ＰＣＦ）是近
／ ＬＪ年 来 发 展 起 来 的 一种 新 型 微 结 构 光 纤 。最 早 的 ＰＣＦ制 作 于 １９９６年 ， 纯 石 英 光纤 上 沿 横 向 周 期 性 地 排 列 空 气 孔 ， 形 成 周 期 性 的折 射 率 分 布 。 随 着 对 ＰＣＦ 的 深 入 研 究 ， 按 照 导光机 制 可 将 ＰＣＦ分 为 折 射 率 导 光 型 ＰＣＦ和 光子 带 隙 型 ＰＣＦ。
关键 词 ：光子 晶体 光纤 ；Ｍａｃｈ—Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉 ；传 感技 术
利用全光纤Mach-Zehnder干涉仪对二极管激光器瞬态特性进行表征
利用全光纤Mach-Zehnder干涉仪对二极管激光器瞬态特性进行表征刘景旺;李永辉;张博洋【摘要】可调谐二极管激光器在电流调谐过程中的瞬态特性,包括瞬态输出波长和线宽等光学参数,在TDLAS系统中是一个重要的参数需要进行实时准确的测定。
而常规的测量方法无法同时满足高精度与高速度的要求,因此,对短光纤延迟差拍法测量TDL的动态特性进行了理论分析和实验研究,搭建测试系统,确定了光纤延迟线长度与调谐率对差拍信号纯度的影响,并分别对DFB型TDL的动态调谐特性进行了实时测量,由差拍信号得到激光器在一个电流调谐周期内对应于不同注入电流的瞬态输出波长及其线宽,即电流调谐瞬态特性。
实验结果与由光谱仪测得静态特性比较后发现两者误差在0.003nm范围内,光纤延时自外差法可以对TDL瞬态特性进行快速实时而准确的监测。
将其应用于TDLAS系统可提高测量精度,且可以根据监测的瞬态特性最终实现对TDL实时监控与优化。
%The tuning characteristics of tunable diode laser include parameters such as transient output wavelength and line width.The parameters are very important and should be measured with real-time accuracy in TDLAS.But regular measurement cannot measure its quality of accuracy and high speed.This paper studies theoretically and experimentally of TDL dynamic characteristics of the short fibers delay beat,With the establishment of a testing system,it discovers the influence of time delay line length and tuning rate to beat signal purity,it also makes real-time measurement for the dynamic tuning characteristics of DFB TDL,thus getting the laser transient output wavelength and line width of different currents by the result of beat signalin a current tuning cycle,namely,current transient tuning characteristics.The result difference is within 0.003nm compared with the static characteristic from spectrometer measuring.Fiber Delay Self-heterodyne canquickly,accurately and real-timely monitor TDL transient characteristics.The measuring precision is increased when it is applied to TDLASsystem,realizing TDL real-time monitoring and optimization according to monitoring transient characteristics.【期刊名称】《北华航天工业学院学报》【年(卷),期】2011(021)006【总页数】4页(P1-4)【关键词】光纤延时自外差法;可调谐二极管激光器;调谐特性【作者】刘景旺;李永辉;张博洋【作者单位】北华航天工业学院基础部,河北廊坊065000;北华航天工业学院基础部,河北廊坊065000;北华航天工业学院基础部,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TN2480 引言可调谐二极管激光器广泛应用于相干光通信(coherent optical communication)、光学精密测量(optical precision metrology)以及激光光谱技术(tunable diode laser spectroscopy,TDLAS)中[1],其波长可通过改变注入电流或温度来实现快速调谐[2,3]。
马赫曾德尔调制器
马赫曾德尔调制器马赫曾德尔调制器（Mach-Zehnder Modulator，MZM）是一种光学调制器，常用于调制光信号。
它基于马赫曾德尔干涉原理，并结合了电光效应，能够对光信号进行高速调制。
在光通信和光网络中，马赫曾德尔调制器被广泛应用于调制和解调光信号，同时还在光传感、光波导等领域发挥着重要的作用。
原理马赫曾德尔调制器由两个分立的光波导组成，两个波导分别称为“主波导”和“辅助波导”。
当光信号进入马赫曾德尔调制器时，会被分成两个信号，一个信号通过主波导传输，另一个信号通过辅助波导传输。
然后，通过调节两个波导之间的相位差，可以实现对光信号的调制。
马赫曾德尔调制器的调制原理基于电光效应，通过在波导上施加电压来改变光的折射率。
当施加电压时，波导的折射率发生变化，从而改变信号传输的路径和相位。
通过控制电压，可以使光信号的相位差发生变化，从而实现调制。
结构马赫曾德尔调制器的基本结构由两个光波导、电极和电压驱动器组成。
光信号进入调制器后，首先通过一个光束分束器分成两个信号。
一个信号经过主波导传输，另一个信号经过辅助波导传输。
在两个波导的交叉区域，通过施加电压来改变折射率，从而改变光的相位和传输路径。
马赫曾德尔调制器的调制效果受到多个因素的影响，包括波导结构、电极材料、驱动电压等。
为了提高调制性能，通常采用优化的波导结构和材料，并结合高压驱动技术，以实现更高的频率响应和更低的插入损耗。
应用1.光通信马赫曾德尔调制器在光通信系统中起到重要作用。
它可以将电信号转换为光信号，实现光纤传输。
同时，马赫曾德尔调制器还能够对光信号进行调制，通过改变光信号的相位和强度来传输信息。
这种调制器具有高速调制性能和较低的插入损耗，适用于高速光通信系统的需求。
2.光网络马赫曾德尔调制器广泛应用于光网络。
在光网络中，传输的是光信号，而光信号需要频繁地调制和解调。
马赫曾德尔调制器能够对光信号进行高速调制和解调，能够满足光网络的高速传输需求。
自由光谱范围可调谐的Mach-Zehnder全光纤干涉仪
自由光谱范围可调谐的Mach-Zehnder全光纤干涉仪
叶全意;苏守宝;杨娟;许灵慧
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2015(39)5
【摘要】介绍了一种自由光谱范围可调谐Mach-Zehnder全光纤干涉仪,该结构由2个3dB光纤耦合器和1个可调光延迟线组成,自由光谱范围的调谐由高精度光延迟线控制.Mach-Zehnder全光纤干涉仪两臂的光延迟时间调节范围为O～300ps,自由光谱范围可调谐范围为3～+∞ GHz.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】叶全意;苏守宝;杨娟;许灵慧
【作者单位】金陵科技学院电子信息工程学院,南京211169;金陵科技学院计算机工程学院,南京211169;金陵科技学院电子信息工程学院,南京211169;金陵科技学院电子信息工程学院,南京211169
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.12
【相关文献】
1.采用PGC零差检测方案的Mach-zehnder光纤干涉仪动态范围分析 [J], 曹家年;李绪友;张立昆;王琥
2.Mach-Zehnder光纤干涉仪相位载波调制及解调方案的研究 [J], 唐晓琪;唐继
3.双Mach-Zehnder光纤干涉仪中的模拟退火偏振控制算法 [J], 张溪默;曾周末;封皓;靳世久;安阳
4.Mach-Zehnder光纤干涉仪相位检测方案研究 [J], 唐继
5.Mach-Zehnder双光纤干涉仪应力-应变函数关系研究 [J], 杨勇
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实验,马赫曾德
-、实验十三双光纤Mach-Zehnder干涉传感实验本实验采用双光纤技术，一方面通过双光纤分光路干涉，构成光纤Mach-Zehnder干涉传感测量系统；另一方面，在双光纤的出射端，构成杨氏双孔干涉系统。
通过本实验，可对光纤干涉相位调制的物理过程有一个完整的了解，同时，借助于双光纤杨氏空间干涉系统，可研究干涉条纹的空间分布等相关特性。
此外，借助于光纤双光路的光程调制器，可获得光相位的一些具体调制方法。
一、实验目的1.掌握基于双光纤干涉的基本原理；2.重点了解采用光纤形成光路的马赫-曾德（Mach-Zehnder）干涉系统中，光纤光程变化对条纹移动的影响；3.简要了解基于双光纤干涉的马赫-曾德（Mach-Zehnder）干涉测温以及应变测量等基本知识。
二、实验原理1．光纤杨氏干涉英国物理学家杨（T.Yong），最初所做的干涉实验如图13-1所示。
图13-1 双孔杨氏干涉实验用强光照射针孔S，以它作为点光源发射平面波。
在离S一定距离处放置另外两个小针孔S1和S2，它们从由S发出的球形波阵面上分离出两个很小的部分作为相干光源，由这两个小孔发出的光波在空间相遇的区域内会产生干涉现象。
因为针孔S、S1、S2很小，所以产生的干涉条纹图样很弱，不易观察。
后来采用狭缝代替针孔，得到了同样形状但明亮得多的干涉图样。
然而，有人认为无论是双孔干涉还是双缝干涉产生的干涉图样可能是由于光经过孔或缝的边缘时发生的复杂变化，而不是真正的干涉，后来菲涅耳做了双棱镜干涉实验，使人们确信光存在干涉性。
本实验采用光纤作为产生相干光的光源来实现双孔干涉（如图13-2所示），可以获得非常明亮的、条纹间距很宽的干涉图样。
该干涉条纹用眼睛在毛玻璃上能清晰地观察到。
图13-2 双光纤杨氏干涉实验装置2．光纤Mach-Zehnder干涉仪两光纤所构成的光路受到干扰时，会导致空间干涉条纹的移动。
因此，利用这一特性，可以构成光纤Mach-Zehnder干涉仪。
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第３ ８卷第 ７ 期
２１ ０ １年 ７月
光 电工程
Ｏｐ ｏ Ｅｌ ｃｒ ｎｉ ｔ — ｅ ｔｏ ｃＥｎｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖ＿ － ８ ＮＯ ７ ０ ３ ． ． １ Ｊ ｌ， ０ １ ｕ ｙ ２ １
文章编 号 ： １０ — ０ Ｘ（０ ０ — ０ ７ ０ ０ ３ ５ ｌ ２ １）７ ０ ０ — ６ １
发现谱线情况较一致 。在调制频率 １ Ｈｚ ０Ｇ ，调制深度 Ｃ＝ ．９ ＝ ． Ｉ ，Ｖ ２９ Ｖ时 ，输 出光谱 中可清楚观察到正 负三阶 ３ ８ 等频率间隔的边波带 ，尤其是一阶边波带与 中心 波长峰值 功率 几乎相 等，可实现 三路 光源等功率输 出。 关键 词：密集波分复用技术； 多波长光源；光谱扩频 ；电光强度调 制器 中图分类号：Ｔ ４ Ｎ２ ７ 文献标 志码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６／ｉ ｎ１０ —０Ｘ．０ １ ７０２ ｏ ：ｌ．９ ９ ．ｓ． ３５ １ ２ １． ．０ ｊｓ ０ ０
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ＭａｈＺ ｈ ｄｒ电光 调 制 器 产 生 ｃ ． ｅｎ ｅ ．
多波长光源 的实验研 究
毕卫红 ，刘 银
（燕 山大学 信息科学与工程学院 ，河北 秦皇岛 ０ ６ ０ ） ６０４
摘要 ：随着对光纤通信容量需求 的不断增长 ，ＤＷＤＭ 系统 和 Ｌ波段光 器件成 为当今研究 的热点 ，多波长光源作
为重要 的有 源器件倍受青睐 。 丈研 究了基 于 Ｍａｈ ｅｎｅ 结构的 电光强度调制器 的理论模型 ， 本 ｃ— ｈｄｒ Ｚ 利用公 式仿真得
到在一定微波功率调制下强度调制 器输 出的扩频光谱 。实验研究 了 Ｍ— ｚ结构 的集成 电光 波导 强度调制 器光 波长 １ ５ ０ ｍ 处 １ Ｈｚ ５ＧＨ 、２ ＧＨ ５ｎ ０Ｇ 、１ ｚ ０ ｚ扩频的 实现 ，对理论分析所得 的输 出光谱 与实际系统 的输 出光谱进行 比较 ，
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