CN1279395A - 应用小型弯曲的光纤马赫－策恩德干涉仪 - Google Patents

Abstract

一种光纤Mach－Zehnder干涉仪,包括具有纤心与包层的第一与第二细长光纤及第一与第二耦合器,其中,第一与第二光纤的包层相耦合。第一光纤包括第一细长干涉臂,第一光纤在第一和第二耦合器间延伸。第一干涉臂包括做在其中的小型弯曲。第二光纤包括在第一和第二耦合器间延伸的第二干涉臂,还包括做在其中的小型弯曲。小型弯曲可封装或不封装。光纤可呈现不同的热膨胀系数,以保持干涉臂的光路长度差。

Description

应用小型弯曲的光纤马赫—策恩德干涉仪

本发明涉及光纤马赫—策恩德(Mach—Zehnder)干涉仪领域。具体而言，本发明针对在一条或多条干涉臂中具有小型弯曲的一种光纤Mach—Zehnder干涉仪。

运用跨过一对笔直的平行光纤的两个耦合器形成一种不平衡Mach—Zehnder干涉仪是众所周知的。图1示出一种典型的现有技术的光纤Mach—Zehnder干涉仪10。干涉仪10包括第一和第二细长的光纤12和14，它们在第一和第二光耦合器22和24处光耦合。每条光纤12和14分别限定一条干涉臂，它们在耦合器22与24之间延伸。应用已知的一些方法(诸如使一条干涉臂比另一条干涉臂做得更长、采用不同传播常数的光纤或这些方法的组合等)，可将干涉臂16和18配置成具有不等的光程。这些相敏干涉臂光路长度不平衡的量值确定了干涉仪的波长灵敏度。

如果两个相敏段在光路长度上是完全平衡的，那么射入光纤12的光在耦合器22处与光纤14耦合并在耦合器24处发生干涉，从而所有从光纤12出射的光通过耦合器24。如果相敏段16和18不平衡，那么根据光波长和光路长度的不平衡量值，光将以各种不同的比率从光纤12和14出射通过耦合器24。一般情况下，随着波长增大，光在顶部与底部光纤之间振荡。光路长度不平衡越大，波长变化越小，这导致光从一条光纤至另一条光纤的传递。

然而，难以做成在物理上具有不同长度而不带来损耗的光纤段，或者构造变得冗长而难做。再者，如图1所示，干涉仪10做成的结构具有沿相反方向伸出的光纤，因而在以后的封装期间，必须有额外的空间容纳光纤两端的弯曲半径。

然而，对光纤给予超小型弯曲从而减小其最小曲率半径也是已知的。正如授予Stowe等人的共同转让的美国专利No．5，138，676所揭示的(在本申请中通过参照而引用于此)，可将光纤的透光纤心拉制成大大减小的直径，可以弯曲减小的纤心然后退火，以提供呈现出极低光功率损耗的光纤中的弯曲。可以形成各种半径小于0．5毫米且衰减不大、内应力较小的小型弯曲。例如，在小于2．0毫米直径、8．0毫米长的封装内，该技术可形成低损耗的180°弯曲。这些低损耗弯曲可以在单模与多模光纤中形成。

通过将光纤弄尖，以化学方法除去一些包层玻璃或这些技术的组合，一般可减小直径。对于单模器件，对于光纤进行处理，从而使原始光纤的基模绝热地演变成改进的光纤的基模而避免光损耗。可把弯曲装在各种封装件里，只要材料不与处理区中的光纤接触就行。

因此，对于在其组成光纤中包括小型弯曲的光学Mach—Zehnder干涉仪有需求，从而将干涉仪尺寸、热敏性和振动灵敏性减至最小。

本发明提供了一种光纤Mach—Zehnder干涉仪，它具有第一与第二细长的光纤(每条光纤都具有纤心与包层)以及第一与第二耦合器，其中所述第一光纤的包层耦合至第二光纤的包层。本发明的Mach—Zehnder干涉仪还包括第一与第二细干涉臂，第一干涉臂由第一光纤在第一与第二耦合器之间延伸的部分形成，第二干涉臂包括在第一与第二耦合器之间延伸的第二光纤。另外，第一干涉臂包括至少一个在其中形成的小型弯曲。第二干涉臂也可包括一个在其中形成的小型弯曲。在本发明的一个实施例中，第一干涉臂的小型弯曲套在第二干涉臂里。

此外，本发明的Mach—Zehnder干涉仪可以包括预封装的小型弯曲或不封装的小型弯曲。干涉臂可用环氧树脂粘合剂，或在采用不封装的小型弯曲时用粘合胶粘合到支承基板上。考虑到两条不等长干涉臂之间的温度造成不同的总长度变化，通过选用不同热膨胀系数的光纤，本发明的Mach—Zehnder干涉仪可进一步呈现出减小的热敏性。

图1示出笔直的Mach—Zehnder干涉仪的示意图。

图2示出本发明的在干涉臂中具有小型弯曲的Mach—Zehnder干涉仪的示意图。

图3示出一条干涉臂中具有小型弯曲的干涉臂的示意图。

图4提供本发明具有3毫米光程差的不平衡型Mach—Zehnder干涉仪耦合输出的曲线图。

图5示出在干涉臂中采用90°小型弯曲的本发明Mach—Zehnder干涉仪的另一实施例。

图6示出采用预封装小型弯曲的本发明的折叠式Mach—Zehnder干涉仪。

图7示出在干涉臂中采用90°预封装小型弯曲的本发明Mach—Zehnder干涉仪的另一实施例。

图8和9示出采用不封装小型弯曲的本发明的Mach—Zehnder干涉仪的再一个实施例。

图10示出在干涉臂中采用90°小型弯曲的Mach—Zehnder干涉仪的本发明的另一实施例。

本发明揭示，可以构成将小型弯曲形成在其相敏区域中的光纤Mach—Zehnder干涉仪。小型弯曲可用来缩短干涉仪长度，减少干涉仪直径，或建立一种不平衡型干涉仪。本发明的Mach—Zehnder干涉仪在允许设计者修改组成光纤的物理外形以适应给定工作空间的尺寸限制方面有其独特性。此外，通过以物理方法调节干涉仪的臂，可以均衡干涉臂对极化的依赖性。

图2示出本发明的一种光纤Mach—Zehnder干涉仪110。干涉仪110由第一与第二细长的光纤112和114形成，每条光纤都具有内纤心与外包层。光纤112与114在耦合器116与118处接合。光纤112提供在耦合器116与118之间延伸的第一干涉臂120，而光纤114提供在耦合器116与118之间延伸的第二干涉臂122。另外，每条干涉臂120与122分别包括一个位于中央的小型弯曲124与126，弯曲的弯折部分约180°。最好将干涉臂120与小型弯曲124套入干涉臂122与小型弯曲126里面。在整个本申请中，术语“套入”(nest)是指一条干涉臂及其相关联的小型弯曲为第二干涉臂及其相关联的小型弯曲所限。术语“套入”并不特地规定一个小型弯曲位于在第二小型弯曲相对两端之间限定的某一段内。

因此，通过在至少一条干涉臂中应用小型弯曲，本发明提供了尺寸大大减小的干涉仪。在常规光纤中，包层相对于纤心更低的折射率建立了各种沿光纤传播而损耗可忽略的模式，可认为光由纤心／包层界面处的全内反射导引。运用小型弯曲技术，光纤直径在弯曲区中减小了，形成一种光在其中主要靠周围空气导引的结构，周围空气起着包层的作用，而直径减小区中的光纤起着纤心的作用。由于周围空气的折射率接近1，所以与非改进光纤的折射率差0．003相比，弯曲区内有效的纤心／包层折射率差约为0．46。因此，光被更紧紧地限制在弯曲区内，并能够持更小的弯曲半径而不耦合至辐射模式。

尽管有极小的180°转弯，小型弯曲的光损耗在整个1260～1650纳米光谱段范围内是极小的，例如，通常在该光谱段两端的最大损耗小于0．2dB。结果，遍及1300与1550纳米处的通信窗口都可使用该弯曲。由于弯曲处于一平面内，所以可认为双折射很小，但测得的依赖于极化的损耗小于0．003dB。

图3示出本发明的另一种光纤Mach—Zehnder干涉仪210，干涉仪210由第一与第二细长的光纤212与214形成，每条光纤都具有内纤心与外包层。光纤212与214在耦合器216与218处接合。光纤212提供在耦合器216与218之间延伸的第一干涉臂220，而光纤214提供在耦合器216与218之间延伸的第二干涉臂222。另外，干涉臂220包括在其中形成的第一与第二小型弯曲224与228。每个小型弯曲224与228各提供一约120°的弯折的弯曲部分，虽然也可用其它弯折角度来重新对准光纤212与214相对的两端。干涉臂222形成得基本上笔直。干涉仪210通过控制两条干涉臂的光路长度之差来控制MZI(马赫—策恩德干涉仪)的波长响应特性。图4示出了本发明干涉仪计算得到的光谱响应，其中两臂之间的光路长度差约为3毫米。

现在参照图5，对于要求引线相互成直角引出的短小器件的应用，也可将不平衡型Mach—Zehnder干涉仪410构造成具有90°小型弯曲的新颖结构。干涉仪410包括安装到直角基板416的光纤412与414。每条光纤412和414都包括透光的纤心418与同心的包层420。第一光纤412限定第一干涉臂423，第二光纤414限定第二干涉臂425，干涉臂都在第一与第二耦合器422与424之间延伸。干涉臂423包括在耦合器422与424之间的第一90°小型弯曲430，而光纤414同样包括在耦合器422与424之间的第二90°小型弯曲432。小型弯曲430套在小型弯曲432内。在此情况下，通过对小型弯曲430与432应用不同曲率半径的弯曲，在光纤之间形成光路长度差。

像在抛光块耦合器(polished block coupler)的情况中一样，本发明也试图使制造耦合器用的光纤不必非熔合在一起不可。另外，由本发明应用的耦合器可以是对称的或不对称的。本发明中耦合器的分功比(splitting ratio)可以不为50％。耦合器的分功比与最大分功比不一定相同，即，不对称耦合器的分功比可以是40％。再者，本发明的干涉臂不必非要平衡型不可。因此，可用这种结构来制作波分多路复用器，带或不带在每个耦合器附近形成的光纤Bragg光栅。然而，根据序号为09／421，173的共同转让的美国专利申请(通过参照将它引用于此)，还试图将光纤Bragg光栅形成在每个耦合器附近。

本发明的干涉仪还可用一条或多条光敏光纤制作，此外，每个耦合器可由多于两条的光纤组成。例如，可以制作1×3耦合器，其中，一条或多条光纤是光敏光纤，而其余的光纤则是对光不敏感的。

图示的干涉仪110与210不带保护外壳或安装表面。然而，众所周知，光纤中的小型弯曲可以装在各种封装里，只要封装材料不与处理区中的光纤接触就行。参照图6，本发明设想了一种应用预封装小型弯曲的光纤Mach—Zehnder干涉仪510。干涉仪510包括固定到细长基板516的第一细长光纤512与第二细长光纤514。每条光纤512和514都包括透光的纤心518与同心的包层520。

第一光纤512套在第一与第二耦合器522与524之间的第二光纤514内。光纤512包括在耦合器522与524之间延伸的第一小型弯曲530。光纤514同样包括在耦合器522与524之间延伸的第二小型弯曲532。小型弯曲532与534最好以固定的预弯曲结构预封装在保护外壳536与538内，以便组装到基板516，并且用于在耦合器522与524处光纤之间的耦合。光纤512与514在第一与第二耦合器522与524处光耦合，并用位于耦合器522与524任一侧的第一环氧树脂粘合片(tack)和第二环氧树脂粘合片528固定到基板516。环氧树脂粘合片528最好不触及小型弯曲530或532的任何部分。

首先制作弯曲530与532，然后把它们封装在各自的保护外壳536与538中。于是外壳536提供一对由第一光纤512相对端形成的光纤引线512a与512b。类似地，外壳538提供一对由第二光纤514相对端形成的光纤引线514a与514b。于是组合封装的小型弯曲的引线以形成制作的耦合器522与524。由此由在耦合器522与524之间延伸的光纤限定干涉仪的相敏区。为避免触及基板516，最好将耦合器522与524悬置在高于基板516至少一条光纤直径的距离处，并将小型弯曲530与532悬置在它们各自的外壳536与538内。

通过将一个封装的小型弯曲放置得比另一个封装的小型弯曲离耦合器更远，本发明在两条干涉仪臂之间提供任何所需的物理的光路长度差。另外，与现有技术的干涉仪10相比，当封装的小型弯曲放置得靠近相敏区中点时，本发明的干涉仪长度截去了大约一半。而且，所有的光纤引线512a、512b、514a与514b都从干涉仪一侧引出，从而另一端可以封装得接近壁而不允许有引线。在这种结构中应用封装的小型弯曲，允许干涉仪构造得没有大的横向偏移(如果把较大的弯曲置于干涉仪的相敏区中，则要求大的横向偏移)。

现在参照图7，对于要求引线相互成直角引出的短小器件的应用场合，也可用具有90°预封装小型弯曲的新颖结构来构造不平衡型Mach—Zehnder干涉仪610。干涉仪610包括安装到直角基板616的光纤612与614，每条光纤612和614都包括透光的纤心618与同心的包层620。第一光纤612限定了第一干涉臂623，而第二光纤614限定了第二干涉臂625，这两条干涉臂在第一与第二耦合器622与624之间延伸。干涉臂623包括位于耦合器622与624中间的第一90°小型弯曲630，而光纤614同样包括在耦合器622与624中间的第二90°小型弯曲632。小型弯曲630套在小型弯曲632内。在这种情形下，通过对小型弯曲630与632应用不同曲率半径的弯曲，在光纤之间形成光路长度差。

小型弯曲632与634最好以固定的预弯曲结构预封装在保护外壳638与636内，以便组装到基板616并且用于在耦合器622与624处光纤之间的耦合。首先制作弯曲630与632，然后把它们封装在各自的保护外壳636与638中。外壳636由此提供一对由第一光纤612的相对端形成的光纤引线612a与612b。类似地，外壳638提供一对由第二光纤614的相对端形成的光纤引线614a与614b。于是，把封装的小型弯曲的引线加以组合而构成耦合器622与624。于是，干涉仪的相敏区由在耦合器622与624之间延伸的光纤限定。为避免触及基板616，通常将耦合器622与624悬置成高于底板616至少一条光纤直径的矩离，并将小型弯曲630与632悬置在各自的外壳636与638内。

现在参照图8—10，本发明通过将不封装的小型弯曲置于相敏区中，还提供了以小型单边结构形成物理上不平衡的Mach—Zehnder干涉仪的方法。于是，通过制作跨过四条引线的两个耦合器，用不封装小型弯曲的引线形成干涉仪的相敏区。在这种结构中，由于小型弯曲没有单独的封装，所以耦合器是小型弯曲结构的一个整体部分。由于各个小型弯曲是不封装的，所以干涉仪通路中相敏部分的有关质量大大减小了。于是可以选择基板结构，将尺寸、热敏性和振动灵敏性减至最小。

参照图8，本发明提供了光纤Mach—Zehnder干涉仪310，它包括固定到细长基板316的第一细长光纤312与第二细长光纤314，每条光纤312和314都包括透光的纤心318与同心的包层320。光纤312与314在第一与第二耦合器322与324处光耦合，并用环氧树脂形成的第一粘合片324和凝胶形成的第二粘合片326固定到基板316，凝胶将光纤312与314平缓地就位于耦合器322与324之间。由于光纤312与314不像用环氧树脂粘合片324那样牢固地保持在那里，所以粘合片326凝胶将干涉仪的热敏性减至最小。

第一光纤312套在第一与第二耦合器322与324之间的第二光纤314内。光纤312包括在耦合器322与324之间延伸的第一干涉臂323。干涉臂323包括在其中形成的小型弯曲330。光纤314同样包括在耦合器322与324之间延伸的干涉臂325。干涉臂325同样包括在其中形成的小型弯曲332。小型弯曲330与332最好在形成干涉仪310之前不封装，从而将光纤周围的材料的质量减至最小。把图示的小型弯曲330与332自由地支承在基板316界线之外。

参照图9，本发明另外提供了一种光纤Mach—Zehnder干涉仪710，它包括固定到细长基板716的第一细长光纤712与第二细长光纤714。每条光纤712和714都包括透光的纤心718与同心的包层720。第一光纤712套在第一与第二耦合器722与724之间的第二光纤714内。光纤712包括在耦合器722与724之间延伸的第一干涉臂723。干涉臂723包括形成在其中的小型弯曲730。光纤714同样包括在耦合器722与724之间延伸的第二干涉臂725。干涉臂725同样包括形成在其中的小型弯曲732。小型弯曲730与732最好在基板716的平面716a的上方以间隔对准方式支承。光纤712与714在第一与第二耦合器722与724处光耦合，并用第一环氧树脂粘合片726与凝胶粘合片728固定到基板716。环氧树脂粘合片726置于靠近自由端光纤712与714之处。凝胶粘合片728最好置于邻近耦合器722与724之处，但不达到小型弯曲730与732。与环氧树脂粘合片726相比，凝胶粘合片728将干涉仪的热敏性减至最小。

干涉仪710还在基板716上提供薄垫片或垫座740，用于在其上支承干涉臂723与725。垫座740最好置于靠近凝胶粘合片728之处，以便以间隔对准方式将干涉臂723与725支承在基板716上方。由于垫座740是处于施加粘合片的合适位置，它还有助于施加的粘合剂定位。而且，凝胶粘合片728与垫座740之间的表面张力有助于凝胶定位，使它不触及小型弯曲或耦合器的处理区。可以考虑对图5～10的任一实施例提供垫座740，以支承干涉臂并使施加的粘性环氧树脂或凝胶定位。在图8～10的诸实施例中，通过在一侧用粘性环氧树脂，在另一侧用凝胶、粘性环氧树脂或垫座，可以简便地将耦合器悬置在基板上方。

现在参照图10，对要求引线相互成直角引线的短小器件的应用场合，也能以90°不封装小型弯曲的新颖结构构造一种不平衡型Mach—Zehnder干涉仪810。干涉仪810包括安装于直角基板816的光纤812与814，每条光纤812和814都包括透光的纤心818与同心的包层820。第一光纤812限定第一干涉臂823，而第二光纤814限定第二干涉臂825，干涉臂在第一与第二耦合器822与824之间延伸。干涉臂823包括在耦合器822与824中间的第一90°小型弯曲830，光纤814同样包括在两耦合器中间的第二90°小型弯曲832。弯曲830套在弯曲832内。在此情形中，通过对小型弯曲830和832使用不同曲率半径的弯曲，在光纤之间形成光路长度差。此外，干涉仪810提供与光纤812与814相敏区相向的粘合片，由此完全不用粘住相敏区的干涉臂。

如图8—10所示，像图示的干涉仪510那样，可以取消在耦合器与小型弯曲之间使用的粘性环氧树脂片，因为余下的光纤与弯曲的质量很小。或者，可用凝胶代替干涉仪510在耦合器与小型弯曲之间采用的环氧树脂，以使光纤平缓地就位，不会引起与来自粘合剂的应力相关联的热敏性。对本发明而言，凝胶是一种合适的封装剂，因为只需面对光纤相对小的质量和惯性力。因此，由于凝胶具有较小的机械模量，它是合适的粘合剂。而且，做成的结构小巧并易于制作。

再者，由于限制了小型弯曲的周围的材料，所以大大减少了潜在的由热引起的应力，还设想过用小应力粘合剂而不用凝胶将光纤连接至基板而不引起异常的热效应或机械效应。可以在熔合的耦合器与小型弯曲之间的区域中将凝胶或环氧树脂施加到光纤。然而，如果直接施加到耦合器或弯曲，则环氧树脂会造成器件的光损耗，因为光纤在这些区域中已被修改，允许在光纤外缘有显著的光场。

另外，可将相关联的结构做得十分紧凑，从而不仅改善了干涉仪的热稳定性，也缩小了其尺寸。在这种结构中，除了诸如空气等折射率极低、损耗小的材料以外，实际的耦合器区和小型弯曲区通常不被任何材料接触。否则，若接触折射率大于允1．3的材料，会使耦合器或小型弯曲的损耗增大。外封装(未示出)也可定位在公共基板周围，从而避免触及弯曲，从而提供单位干涉仪封装。

如图7—10所示，若将光纤粘附到公共基板，由于使用的基板或粘合剂的热膨胀，本发明的干涉仪对热异常会变得敏感起来，导致对光纤施加物理应变。因而，粘合剂是潜在的热敏性与相位不稳定性的来源。在干涉仪中，施加给干涉仪中耦合器之间光纤相敏部分的任何力，都会在两段中光传播之间引起差分相移。可以由差分光路长度的物理变化导致这种差分相移，而差分光路长度由长度变化或弯曲造成，或者它们可能由该段光纤与另一段光纤的折射率的差分变化而造成。

折射率差可以通过光纤的应力—光学性质而与施加的应力有关。由于粘合剂施加的应力通常随温度而变化，所以可以在光纤中产生长度与折射率的变化。作为这种热敏性的结果，与相敏区中的光纤接触的任何环氧树脂或粘合剂都会在透射过光纤的光中造成差分相移。

通过选择光纤的热膨胀系数和它们在耦合器之间的设计长度，可将本发明的干涉仪做得具有很小的热敏性。耦合器之间不平衡的结构必然在物理上造成较长臂较之较短臂随温度有更大的热膨胀。一般，诸如光纤等材料的膨胀可表示为：

a)Delta L=a*L*Delta T其中的Delta L是耦合器之间光纤段的物理长度的增大，a是热膨胀系数，L是耦合器之间光纤段的长度，而Delta T是温度变化。差分膨胀引起干涉仪随温度变化的波长相依性的变化。这种波长相依性取决于通过耦合器之间光纤段的光的相位。相位由下式给出：

b)相位=2*PI*n*L／Lambda其中的PI为常数，n是光纤段的折射率，L是光纤段长度，而Lambda是波长。为保持干涉仪随温度有恒定的波长相依性，第一段与第二段的相位变化必须相等，即

c)相位1=相位2

一般而言，集成干涉仪不满足这种相位稳定性。因此，这类集成器件可能呈现出某些因长度与折射率随温度变化而导致的残留的温度敏感性。

本发明通过合适地选择耦合器之间光纤段的长度与折射率，提供能做成对热不敏感的集成不平衡折叠型Mach—Zehnder干涉仪。为使相位关系式c)与温度无关，就要遵循：

d)n1*dL1／dT+L1*dn1／dT=n2*dL2／dT+L2*dn2／dT其中的d／dT表示对温度的导数。

因此，通过选择光纤段的折射率与长度以及它们根据关系式d)的热导数，本发明提供一种热稳定的干涉仪。通过对各个项作近似，可以简化这一关系式。利用公式a)和近似地使n1=n2，可把关系式d)近似为：

e)n1*aL1+L1*dn1／dT=n2*aL2+L2*dn2／dT，或

f)n1*a*(L1—L2)=L2*dn2／dT—L1*dn1／dT通过使用不同的光纤，可选用服从这些关系式的光纤，以增强热稳定性。一般而言，由于一条臂必须比另一条臂长以提供所需的相位失配，所以这条较长臂由于这段在物理上细长而具有较大的相位变化。因此，将较短臂的折射率做成有较大的热相依性，可实现最佳匹配。于是，通过较短臂折射率较大的热相依性被较长臂较大的相移所补偿，实现了温度的不敏感性。应当指出，只是耦合器之间的光纤段才对相位的热相依性作出大的贡献，因为这是光在这两条光纤中传播的区域，造成在第二光纤中的干涉。

虽然示出并描述了本发明的特定的实施例，但是本领域的技术人员将明白，可以作出更改和变型而不背离本发明的原理。上面描述的内容和提供的附图仅是作为示例而不是作为限制。当基于现有技术作正确的审视时，本发明的实用范围应由下述的权利要求书限定。

Claims (26)

1．一种光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，包括：

具有纤心与包层的第一与第二细长光纤；

第一与第二耦合器，其中，所述第一光纤的所述包层耦合至所述第二光纤的所述包层；

包括在所述第一与第二耦合器之间延伸的所述第一光纤的第一细长干涉臂，其中，所述第一干涉臂包括形成在其中的小型弯曲；以及

包括在所述第一与第二耦合器之间延伸的所述第二光纤的第二细长干涉臂。

2．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一干涉臂包括一个以上的形成在其中小型弯曲。

3．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第二干涉臂包括一个形成在其中的小型弯曲。

4．如权利要求3所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一干涉臂的所述小型弯曲套在所述第二干涉臂的所述小型弯曲内。

5．如权利要求4所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二光纤的所述小型弯曲是预封装的小型弯曲，其中，将每个所述小型弯曲支承在保护外壳内，使每条所述光纤的所述相对端从所述保护外壳伸出，由此以所述第一与第二预封装小型弯曲的所述外壳之间的纵向间隔选择所述第一与第二耦合器的位置。

6．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二光纤安装到细长的基板。

7．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二光纤的所述第一与第二端延伸超过所述基板的一端。

8．如权利要求4所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一光纤的所述小型弯曲将所述第一光纤弯曲约180度。

9．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二光纤的所述第一端延伸超过所述基板的一端，而所述第一与第二光纤的所述第二端延伸超过所述基板的第二边缘，所述基板的所述第一边缘不与所述基板的所述第二边缘相向。

10．如权利要求4所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一光纤的所述小型弯曲将所述第一光纤弯曲约90度。

11．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一光纤的所述小型弯曲将所述第一光纤弯曲成比所述第二光纤的所述小型弯曲具有更大的曲率半径。

12．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二光纤粘附到所述基板上的从所述相敏区与所述第一与第二耦合器相向的位置，其中，将所述第一光纤套在所述第一与第二耦合器之间的所述第二光纤内。

13．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，用粘性凝胶将所述第一与第二光纤沿所述相敏区粘附到所述基板上的某一位置。

14．如权利要求6所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述相敏区内的至少一条光纤延伸超过所述基板的某一边缘。

15．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，

所述第一细长光纤呈现第一热膨胀系数；

所述第二细长光纤呈现第二热膨胀系数，所述第一热膨胀系数大于所述第二热膨胀系数；

其中，所述第一光纤套在所述第一与第二耦合器之间的所述第二光纤内。

16．如权利要求15所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，根据下述公式选择所述第一与第二光纤及干涉臂：

n1*dL1／dT+L1*dn1／dT=n2*dL2／dT+L2*dn2／dT其中d／dT表示对温度的导数，n1表示所述第一干涉臂的折射率，L1表示所述第一干涉臂的长度，n2表示所述第二干涉臂的折射率，而L2表示所述第二干涉臂的长度。

17．如权利要求15所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，根据下式选择所述第一与第二光纤及干涉臂：

n1*a*(L1—L2)=L2*dn2／dT—L1*dn1／dT其中n1表示所述第一与第二光纤的折射率，a近似于所述光纤的热膨胀系数，L1是所述第一干涉臂的长度，L2是所述第二干涉臂的长度，d／dT表示对温度的导数，n1表示所述第一干涉臂的折射率，而n2表示所述第二干涉臂的折射率。

18．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二耦合器是非对称的。

19．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二耦合器是对称的。

20．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于还包括第三光纤，其中，在所述第一、第二和第三光纤中至少有一条是光敏的。

21．如权利要求20所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一、第二和第三光纤中至少有一条是对光不敏感的。

22．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一耦合器呈现约为0．5的分功比。

23．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一耦合器呈现高达0．4的分功比。

24．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二耦合器呈现不等的分功比。

25．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，所述第一与第二干涉臂是不平衡的。

26．如权利要求1所述的光纤Mach—Zehnder干涉仪，其特征在于，还包括邻近每个所述第一与第二耦合器的光纤Bragg光栅。

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