MZI液位開關(guān)的工作原理

MZI液位開關(guān)的工作原理如下：將一束光分裂為兩個光束，使之分別進(jìn)入兩個波導(dǎo)，然后在其中一束光上附加一定的相位偏移，*后再將兩束光合在一起（圖1）。通過改變MZI兩臂上的相位偏移，可以在MZI的輸出部分實現(xiàn)對光束的干涉控制。這種機(jī)制決定了光液位開關(guān)的效率。但是，正如其他基于光干涉原理的器件一樣，MZI對波長變化和任何影響光路的因素都非常敏感。
　在硅基氧化硅PLC液位開關(guān)中，*常用的分波、合波器件是DC。相移器通常是位于MZI一個波導(dǎo)臂上的加熱器。它可以通過熱-光效應(yīng)來改變光束的相位。根據(jù)兩臂上的相位差的不同，輸入光將從光液位開關(guān)的不同輸出端口輸出。濕度傳感器探頭, ,不銹鋼電熱管 PT100傳感器, ,鑄鋁加熱器,加熱圈   流體電磁閥

　　MZI用作光信號液位開關(guān)器件和VOA時，由于幾個難題的影響，在制造上有些難度，也限制了其通信性能。例如，在所需的波長范圍內(nèi)和兩個偏振方向上，MZI很難實現(xiàn)**的相移和分光比。由于存在光的雙折射（在不同偏振方向上相速度不同），所以，相移對偏振非常敏感。此外，DC的分光比受波導(dǎo)幾何形狀、折射率、波長的強(qiáng)烈影響（呈指數(shù)規(guī)律），而且所有這些因素都隨制造誤差而變化。

　　相移和分光比對生產(chǎn)條件的變化過于敏感使得MZI光液位開關(guān)的制造難度很大。前者要求MZI兩臂上的參數(shù)差異足夠小，而后者對DC部分的**度和可重復(fù)性要求很高。

　　MZI光液位開關(guān)的串?dāng)_水平取決于兩臂之間的相差和分光比。即使精心挑選出*好的MZI光液位開關(guān)，在所需波長范圍內(nèi)，其串?dāng)_的典型值仍然很難達(dá)到-20dB。光液位開關(guān)的級聯(lián)可以降低串?dāng)_值，但是需要使用大量光液位開關(guān)，這又會受產(chǎn)量問題的制約。用于分光的DC要求兩個平行波導(dǎo)之間的距離僅為幾個微米。DC部分的精度和MZI兩臂的一致性都是關(guān)鍵的參數(shù)。由于MZI光液位開關(guān)對生產(chǎn)條件非常敏感，所以即使用*新的晶片制造設(shè)備也很難制造。

　　MZI光液位開關(guān)的“開”狀態(tài)是通過改變光液位開關(guān)中MZI兩臂上兩束光的相位差來實現(xiàn)的。所需要的相位差可以通過加熱器實現(xiàn)，它的功耗非常小。然而，為了補(bǔ)償制造過程產(chǎn)生的相位差，當(dāng)光液位開關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)時，也需要消耗能量。因此，由多個光液位開關(guān)組成的MZI光液位開關(guān)矩陣的功耗就較大，而且校準(zhǔn)非常復(fù)雜。此外，由于MZI是基于光干涉原理的，而雙折射的存在將引起偏振相關(guān)損耗（PDL），因此它不適合用作VOA