当前光滤波器的主流技术有很多种，大致可分为法布里—珀罗（Fabry-Perot,F-P）滤波器，马赫—曾德尔（Mach-Zehnder,M-Z）干涉滤波器，以及各种光栅滤波器，特别是阵列波导光栅（AWG）滤波器。63708

1 法布里—珀罗滤波器

法布里—珀罗（F-P）干涉仪（图1.2）是由两块平行平镜组成的谐振腔组成的，一块镜面固定，另一块可移动，以改变谐振腔的长度。镜面是经过精细加工并镀有金属反射膜或多层介质膜的玻璃板，图中略去了输入/输出光纤和透镜系统，而集中讨论谐振腔。有光纤输入的光经过谐振腔反射一次后，聚焦在输出光纤端面上，通过改变谐振腔的长度达到从波分复用信道中选取所需要信道的目的[7]。但这种结构的干涉仪构成的滤波器体积大，使用不便。再来看光纤法布里—珀罗（F-P）干涉仪，如图1.3所示，其光纤端面本身就是两块平行的镜面。图1.4a和图1.4b分别表示间隙型和内波导型法布里—珀罗滤波器。如果将光纤（即F-P的反射镜面）固定在压电陶瓷上，通过外加电压是压电陶瓷产生电致伸缩作用来改变谐振腔的长度，同样可以从复用信道中选取所需要的信道。这种结构可实现光滤波器的小型化。

图1.2 基本F-P干涉仪  图1.3 光纤F-P干涉仪

 F-P滤波器的结构

光纤F-P干涉仪可用做调谐滤波器的基本物理机理与光多次干涉和谐振特性类似。对于无源F-P滤波器，因为滤波器只能允许满足谐振腔单纵模传输的相位条件的频率信号通过，所以传输特性与波长有关。F-P滤波器的传输特性如图1.5a所示，它具有多个谐振峰，每两个谐振峰间的频率间距由式（1-1）确定

                                                                 （1-1）

式中，n是构成F-P滤波器的材料折射率；L是谐振腔长度； 是滤波器的自由光谱区FSR。

 F-P滤波器的传输特性

图1.5表示F-P滤波器的传输特性，图1.5(a)为典型滤波器的功率传输函数，两个相邻传输峰的频率差为 。图1.5(b)表示N个信道经波分复用后，总带宽为 的输入信号频谱曲线；图1.5(c)表示F-P滤波器的输出频谱曲线。

光纤F-P滤波器的优点是可以无需增加耦合损耗就集成在系统中。使用两个单腔滤波器级联，可使有效精细度（F）增加到接近1 000，从而使最多信道数增加一个数量级。

F-P滤波器的优点有调谐范围宽，而且通带可以做得很窄，通常可以做到与偏振无关。F-P滤波器可以集成在系统内，减小耦合损耗，其缺点是一般设计的滤波器小写速度慢，用压电调谐技术，是调谐速度可以达到1 。论文网

2 马赫—曾德尔滤波器

图1.6表示马赫—曾德尔（Mach-Zehnder,M-Z）干涉滤波器的示意图，它由两个3dB耦合器串联组成一个马赫—曾德尔干涉仪，干涉仪的两臂长度不等，光程差为 。

 马赫—曾德尔干涉滤波器

马赫—曾德尔干涉滤波器的原理是基于两个相干单色光经过不同的光程传输后的干涉理论。考虑两个波长 和 复用后的光信号由光纤送入马赫—曾德尔干涉滤波器的输入端1，两个波长的光功率经第一个3dB耦合器时就产生 的相位差，式中n是波导折射率指数，复合后每个波长的信号光在满足一定的相位条件下，在两个输出光纤中的一个相长干涉，而在另一个相消干涉。如果在输出端口3， 满足相长条件， 满足相消条件，则输出 ；如果在输出端口4， 满足相消条件， 满足相长条件，则输出 光。