CN1472554A - 多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路及其特性调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括任意数目的对称马赫－曾德尔干涉仪和任意数目的不对称马赫－曾德尔干涉仪串联而成的多级马赫－曾德尔干涉仪型光电路。在该光电路中，首先使用低相干光获得不受不对称马赫－曾德尔干涉仪影响的对称马赫－曾德尔干涉仪的单个相位控制条件。第二步，根据第一步的相位控制条件，通过控制对称马赫－曾德尔干涉仪获得单个不对称马赫－曾德尔干涉仪的相位控制条件。最后，根据对称马赫－曾德尔干涉仪和不对称马赫－曾德尔干涉仪的相位控制条件，通过控制所有干涉仪并将单个干涉仪的相位偏移量设置为适当的值，对整个多级马赫－曾德尔干涉仪型光电路进行特性调整。

Description

多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路及其特性调整方法
技术领域
本发明涉及多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法以及由相同方法调整其特性的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。
背景技术
作为传输大量信息的手段，WDM(波分复用)通信系统在光领域被广泛应用。在WDM通信系统中，包括对称马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪或者不对称马赫-曾德尔干涉仪、或者两者都包括的串联多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路被用作可以实现特征变量波长滤波器、色散补偿器、增益均衡器以及类似的设备。
为了在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路中实现理想的特性，有必要在每一级将单个干涉仪之间的光路长度差准确地设置为小于光信号波长。但是，由于制造过程中的误差，光路长度差可能偏离设计值，由此而经常导致相位误差。作为补偿相位误差的装置，提供了用于控制单个干涉仪折光系数的相位控制装置，使得它们可以通过控制折光系数在干涉仪中对光信号进行相位控制。因此，有必要在相位控制装置执行控制之前，测量单个干涉仪的相位特性。一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法将参照图1和图2进行描述。
图1是示例性示出常规的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的图，图2是示例性示出当在对称马赫-曾德尔干涉仪中通过使用相位控制装置改变相位φ时光输出的强度特性。
图1是包括对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪相间隔串联而成的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路典型结构的示意图。
更具体的，每个对称马赫-曾德尔干涉仪包括用于分离/合并光信号的前置定向耦合器211；用于分离/合并光信号的后置定向耦合器212；置于定向耦合器211和定向耦合器212之间并被调整使得它们具有相同的光路长度的两个光波导；以及连接定向耦合器211和212之间的两个光波导中的一个光波导以便控制光信号相位的相位控制装置221。另一方面，每个不对称马赫-曾德尔干涉仪包括用于分离/合并光信号的前置定向耦合器212；用于分离/合并光信号的后置定向耦合器213；置于定向耦合器212和定向耦合器213之间并被调整使得它们具有不相同的光路长度的两个光波导；以及连接定向耦合器212和定向耦合器213之间的两个光波导中的一个光波导以便控制光信号相位的相位控制装置222。该多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路包括具有前述相间隔而串联结构带有共用定向耦合器212的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪。另外，在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的始端，具有作为光信号输入部件的光波导241和242。
由于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路具有连接前述相间隔而串联的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪的多级结构，因此图1指定定向耦合器的标号为211-21M，相位控制装置的标号为221-22L。另外，指定监视端口的标号为231-234，待测干涉仪的标号为25，包括监视端口的干涉仪部件的标号为26。虽然定向耦合器211-21M由单线示出，但是它们实际上包括适当接近的并行放置的两个光波导。
具有前述结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的常规调整方法按如下步骤执行。其提供了在待测干涉仪的前级和后级的邻近部分具有监视端口的电路，如图1(K.Takiguchi等人，IEEEPHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，VOL.6，NO.1，第86页至第88页(1994))所示的安装有监视端口231-234的干涉仪部件26。例如，为了调整待测干涉仪25的特性，将光信号从安装在待测干涉仪25前级的监视端口231或232输入。然后，当利用待测干涉仪25的相位控制装置22J-1改变光波导的相位时，测量来自安装在待测干涉仪25后级的监视端口233或234的输出光强度的改变。附带提及的是，单个监视端口231-234分别通过定向耦合器21k-5，21k-4，21k+1，和21k+2与待测干涉仪25的前级和后级相连。另外，提供了待测干涉仪25中的定向耦合器21k-2和21k-1，用于在前级或后级连接其它待测干涉仪的监视端口。
通过为待测干涉仪25提供的监视端口231和233，为对称马赫-曾德尔干涉仪配置了具有相同光路长度的两个光波导。输出光强度相应于图2中示出的相位控制装置22J-1的相位变化φ而变化。因此，对强度变化的测量使得可以得知待测干涉仪25相位控制装置22J-1的驱动量(相应于相位控制信号)，并通过给相位控制装置22J-1设置适当的驱动量，提供具有理想特性的光信号相位。假设定向耦合器21k-3和21k的耦合率为50％(3dB定向耦合器)，则表示相位输出光强度的图2的图表通过最大强度将强度进行归一化。
图1示出其中仅有干涉仪部件26具有监视端口231-234，以便令具有监视端口的部件和不具有监视端口的部件之间的差别明显的结构。但是，实际上，除了在两端构成多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入和输出部件的干涉仪以外，所有干涉仪的前级和后级都具有监视端口，这使得其他干涉仪也能够进行相位特性测量并利用相同的流程进行相位调整。在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路两端构成其输入和输出部件的干涉仪可以使用构成输入端口或输出端口的光波导作为监视端口，由此而不必安装监视端口。
但是，由于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路必须在干涉仪的前级和后级的邻近部分包括监视端口，因此常规的特性调整方法具有以下问题。(1)安装监视端口增加了设备的尺寸；以及(2)由于光泄漏到监视端口中而使设备的损耗增加。
发明内容
实施本发明用于解决前述问题。因此，本发明的目的在于提供一种准确地和简单地对未安装任何监视端口的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的特性进行调整的方法，以及一种其特性由该调整方法调整的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。
为了实现本发明的目的，根据本发明的第一方面，提供了一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的特性调整方法，该电路包括：第一输入/输出光波导对；第二输入/输出光波导对；置于第一和第二输入/输出光波导对之间的M个定向耦合器，其中M为等于或大于2的整数；以及(M-1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于M个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中相邻定向耦合器、位于相邻定向耦合器之间的相位控制装置以及位于定向耦合器之间并具有相同光路长度的光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而相邻定向耦合器、位于相邻定向耦合器之间的相位控制装置以及位于定向耦合器之间并具有不同光路长度的光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(M-1)个马赫-曾德尔型光干涉仪串联构成多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法包括如下步骤：第一步，从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的第一输入/输出光波导对的第一光波导，输入具有的相干长度小于不对称马赫-曾德尔型光干涉仪之间最小光路长度差的低相干光后，根据置于对称马赫-曾德尔型干涉仪中的相位控制装置的相位控制信号与从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的第二输入/输出光波导的第一光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；第二步，从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的第一输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导，输入波长可调相干光后，根据置于不对称马赫-曾德尔型干涉仪中的相位控制装置的相位控制信号与从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的第二输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个不对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；以及第三步，优化相位控制装置的单个相位控制信号，以便根据相位控制信号与第一步和第二步得到的输出光强度之间的相关性，令来自多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的输出光达到理想的特性。
根据本发明的第二方面，提供了一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的特性调整方法，该电路包括：第一输入/输出光波导对；第二输入/输出光波导对；置于第一和第二输入/输出光波导对之间的2(N+1)个定向耦合器，其中N为等于或大于1的整数；以及2(N+1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于2(N+1)个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中相邻定向耦合器、位于相邻定向耦合器之间的相位控制装置以及位于定向耦合器之间并具有相同光路长度的光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而相邻定向耦合器、位于相邻定向耦合器之间的相位控制装置以及位于定向耦合器之间并具有不同光路长度的光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(N+1)个对称马赫-曾德尔型光干涉仪和N个不对称马赫-曾德尔型光干涉仪相间隔串联构成多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法包括如下步骤：第一步，从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的第一输入/输出光波导对的第一光波导，输入具有的相干长度小于不对称马赫-曾德尔型光干涉仪之间最小光路长度差的低相干光后，根据置于对称马赫-曾德尔型干涉仪中的相位控制装置的相位控制信号与从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的第二输入/输出光波导的第一光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；第二步，从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的第一输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导，输入波长可调相干光后，根据置于不对称马赫-曾德尔型干涉仪中的相位控制装置的相位控制信号与从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的第二输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个不对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；以及第三步，优化相位控制装置的单个相位控制信号，以便根据相位控制信号与第一步和第二步得到的输出光强度之间的相关性，令来自多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的输出光达到理想的特性。
在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的第一和第二方面，响应于来自第二输入/输出光波导对的第一光波导的光输出强度，在第一步对每个相位控制信号进行设置，使得置于对称马赫-曾德尔干涉仪中的相位控制装置的相位控制信号令对称马赫-曾德尔干涉仪中的强度耦合率等于0％和100％中的一个；并且在第二步对每个相位控制信号进行设置，根据第一步得到的相关性，通过设置置于对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的相位控制信号，使得与每个不对称马赫-曾德尔干涉仪两端相邻的两个对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为50％，并且除这两个对称马赫-曾德尔干涉仪以外的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个，并使得不对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个。
在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的第一和第二方面中，在第一步和第二步，从置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的相位控制装置到置于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的相位控制装置，依次执行对相位控制信号的设置。
在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的第一和第二方面中，利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，两个光输出部件与第一输入/输出光波导对相连，并且光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
另外，利用前述方法的特性调整可以提供一种无监视端口的低耗多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。
根据本发明，不必安装监视端口(监视电路)。因此，可以避免不断加大的设备尺寸和光信号损耗的问题。另外，由于可以准确设置相位偏移值，因此可以方便地校正制造误差，由此可以对复杂的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的相位进行准确的设置。
本发明的上述以及其他目的、效果、特点以及优点将结合附图通过后面对实施方式的描述变得更清楚。
附图说明
图1是示例性示出常规的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的示意图；
图2是示例性示出对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的光输出相对于相位变化的强度特性图；
图3示例性示出作为根据本发明的实施方式的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的流程；
图4是用于解释图3中步骤S1的流程的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图；
图5是用于解释图3中步骤S2的流程的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图；
图6A是示例性示出基于强度耦合率的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度特性的图，其中强度耦合率为20％；
图6B是示例性示出基于强度耦合率的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度特性的图，其中强度耦合率为50％；
图6C是示例性示出基于强度耦合率的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度特性的图，其中强度耦合率为80％；
图7是示例性示出包括三个串联的对称马赫-曾德尔干涉仪的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路结构的示意图；
图8是示例性示出具有其中对称马赫-曾德尔干涉仪被部分移除而由具有固定强度耦合率的定向耦合器代替的结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图。
具体实施方式
将参照附图对本发明进行描述。
图3示例性示出作为根据本发明的实施方式的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的流程；图4是用于解释图3中第一步骤的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图；图5是用于解释图3中第二步骤的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图。现在将参照图4和图5所示的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路对图3所示的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法进行描述。具有图4和图5所示结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路是最通常使用的典型例子。其包括相间隔而串联的(P+1)个对称马赫-曾德尔干涉仪和P个不对称马赫-曾德尔干涉仪，其中对称马赫-曾德尔干涉仪置于始端和终端。另外，为单个干涉仪的两个光波导中的一个提供了用于控制光信号相位的相位控制装置。尽管这些细节将在后面进行描述，但是本发明并不限于具有前述结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。例如，对于在其中任意数目的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪以任意次序相连的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路也是适用的。
图4和图5所示的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的具体结构如下。对称马赫-曾德尔干涉仪包括用于分离/合并光信号的前置定向耦合器11；用于分离/合并光信号的后置定向耦合器12；插入定向耦合器11和定向耦合器12之间并具有相同光路长度的两个光波导(臂)；以及与插入定向耦合器11和12之间的两个光波导(臂)的一个相连以便控制光信号相位的相位控制装置21。另一方面，不对称马赫-曾德尔干涉仪包括用于分离/合并光信号的前置定向耦合器12；用于分离/合并光信号的后置定向耦合器13；插入定向耦合器12和定向耦合器13之间并具有相同光路长度的两个光波导(臂)；以及与插入定向耦合器12和13之间的两个光波导(臂)的一个相连以便控制光信号相位的相位控制装置22。共享定向耦合器12的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪相间隔而串联，由此构成多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。另外，在多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的始端，安装光波导91和92构成光信号的输入部件。
由于多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路具有相间隔而串联的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪的多级结构，因此图4和图5分别指定定向耦合器的标号为11-12p+2，相位控制装置的标号为21-22p+1端口的标号为31-36以及41-46，并且待测干涉仪的标号为10和11。虽然，为了简便，每个定向耦合器11-12p+2由单线示出，但是它们实际上包括适当接近的并行放置的两个光波导。
下面将对图4和图5示出的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路结构进行大致的描述。具体地，该光电路包括两个光波导和在其上邻近放置两个光波导的2(P+1)个定向耦合器，其中P为等于或大于1的整数。另外，2(P+1)个定向耦合器之间的(2P+1)个部件上，间隔放置了具有相同光路长度的(P+1)对光波导以及具有不同光路长度的P对光波导，具有相同光路长度的两对光波导置于两端。
此外，用于控制光信号相位的相位控制装置与具有相同光路长度的(P+1)对光波导的每对光波导的至少一个光波导相连，并且与具有不同光路长度的P对光波导的每对光波导的至少一个光波导相连。此处，包括安装在光波导的至少一个中的相位控制装置的具有相同光路长度的两个光波导构成对称马赫-曾德尔干涉仪。另一方面，包括安装在光波导的至少一个中的相位控制装置的具有不同光路长度的两个光波导构成不对称马赫-曾德尔干涉仪。
因此，图4和图5示出的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路包括相间隔而串联的(P+1)个对称马赫-曾德尔干涉仪和P个不对称马赫-曾德尔干涉仪，两个对称马赫-曾德尔干涉仪置于两端。
通过根据本发明的方法，对多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性进行如下调整。首先，通过两个连接端口71和72，将用于输出低相干光的低相干光源5和用于输出波长可调相干光的波长可调光源6与光切换器8相连。光切换器8进行光切换，以便引导从低相干光源5和波长可调光源6送入的输出光线中的一条进入多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。光切换器8选择的光通过与光切换器8的输出侧相连的两个光波导91和92中的一个被送入多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。
下面，参照图3至图5，将对根据本发明的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的流程进行描述。下面的描述假设多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路使用硅基玻璃作为光波导材料。
首先，将参照图4对图3所示步骤S1的流程进行描述。在步骤S1，仅有低相干光源5通过光切换器8与多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光波导91相连。此处，低相干光源5必须具有其相干长度小于任意不对称马赫-曾德尔干涉仪的两个光波导之间的最小光路长度差的带宽。作为低相干光源，可以使用发光二极管(LED)，超辐射发光二极管(SLD)，掺有稀土的光纤放大器或者半导体激光放大器的放大自发辐射光源(ASE光源)，或者类似光源。
假设光源频谱的轮廓是高斯型的，则光源的相干长度LC由下式给出。相干长度被定义为当光被分为两部分，通过不同光路长度被传输并再次合并时，引起干涉的最大光路长度差。
          LC＝λ0 2/Δλ    (1)
其中λ0是光源中心波长，Δλ是光源频谱的半峰宽(full width athalf maximum)。例如，当使用SLD作为低相干光源时，λ0＝1550nm，Δλ大约等于50nm，LC约为48.1μm。
另外，不对称马赫-曾德尔干涉仪的光路长度差ΔL由下式给出。
             ΔL＝c/(n×fFSR)    (2)
其中，c是光在真空中的速度，n是光波导的有效折射系数，fFSR是FSR(自由频域)。考虑到用于WDM通信的滤光器通常被用在数量级为几十到几百千兆赫的FSR中，当假设光波导的结构由硅基玻璃构成时，ΔL的值变为几百微米到几十毫米，其中n约为1.5。
从由式(1)和(2)给出的LC和ΔL的典型值中可以看出，可以容易地得到LC＜＜ΔL。换句话说，和低相干光的相干长度LC相比，不对称马赫-曾德尔干涉仪的两个光波导(臂)之间的光路长度差ΔL长得多。因此，低相干光不满足不对称马赫-曾德尔干涉仪的干涉条件(ΔL＜＜LC)，由此不产生干涉。但是，对于对称马赫-曾德尔干涉仪，由于臂间的光路长度被设计为相等，因此低相干光满足干涉条件(ΔL≤LC)，由此产生干涉。因此，相应于臂间的相位差φ，例如得到图2所示光输出的强度特性。
通常，由于制造误差，对称马赫-曾德尔干涉仪的光路长度差的偏移约为波长的几十分之一，即，在相位φ方面约为2π的几十分之一。因此，光的主要部分从交叉端口输出，且其仅有极少的一部分泄漏到具有两个3dB定向耦合器的对称马赫-曾德尔干涉仪的通过端口。因此，考虑到在图4中光难免进入光波导91的情况下，则将光的主要部分发送到图4中箭头指示的交叉端口侧。
下面，将描述利用前述低相干光的性质，对待测对称马赫-曾德尔干涉仪特性进行测量和设置的流程。在图4中，待测对称马赫-曾德尔干涉仪10用虚线框住。待测涉仪10具有两个输入侧光波导作为其端口31和32，以及两个输出侧光波导作为其端口33和34。此外，终级的两个输出侧光波导构成端口35和36。
进入待测对称马赫-曾德尔干涉仪10输入侧端口31和32的光通过具有的光路长度差ΔL大于相干长度的光波导。因此，在其相位信息之间光没有相关性。这样，端口33和34的光强度OUT1和OUT2分别由下式给出：
OUT1＝I0{r·sin2(φQ-1/2)+(1-r)·cos2(φQ-1/2)}
               ＝I0{1-r-(1-2r)·sin2(φQ-1/2)}    (3)
OUT2＝I0{r·cos2(φQ-1/2)+(1-r)·sin2(φQ-1/2)}
               ＝I0{r+(1-2r)·sin2(φQ-1/2)}      (4)其中r：(1-r)是进入端口31和32的输入光强度的比率，其中r＞＞1-r；I0是进入待测对称马赫-曾德尔干涉仪10的光强度；相位φQ-1是相位控制装置2Q-1的相位。
除去正常制造条件中不会出现的r＝0.5的情况，在通常条件下，光强度OUT1和OUT2根据相位φQ-1变化，并且因此终级端口35和36的输出也发生变化。换句话说，终级端口35和36的输出相应于输出OUT1和OUT2的输出变化而变化。因此，通过监视来自终级端口35和36的输出，对输出变为最大或者最小点(即，在该点处的强度耦合率变为0％或者100％)处相位控制装置(相应于相位控制信号)的驱动量进行测量。
附带提及的是，市面上销售的可以进行光强度分贝单位测量的光功率计可以对接近最小输出的输出变化进行最准确的测量。因此，通常在最小输出点处测量驱动量。例如，已知对于硅基玻璃光波导，折射系数的变化是与基于热光效应的功率成比例的，并且对于半导体光波导，折射系数的变化是与基于电光效应的电压成比例的。因此对这些值进行测量可以得到相位控制装置的驱动量。
对在给出最小输出的两点测量的驱动量POQ-1，min1和POQ-1，min2(POQ-1，min1＜POQ-1，min2)进行记录后，则利用相位信息进行调整，使得端口31或32和端口33或34之间的强度耦合率准确地变为0％或者100％。虽然，不进行这种调整，不会对后面进行的测量产生不利影响，但是，这种调整对于更准确和简单地对余下的对称马赫-曾德尔干涉仪进行测量是有效的。单个对称马赫-曾德尔干涉仪的相位信息可以通过对余下的对称马赫-曾德尔干涉仪依次实施前述流程获得。
虽然，对对称马赫-曾德尔干涉仪的测量次序可以是任意的，但是从终级到始级的依次测量具有如下优点：得到的相位信息不易受到由尚未被测量的对称马赫-曾德尔干涉仪引起的相位误差的影响。此外，当利用其中LC＞ΔL的相干光源(如普通半导体激光)时，即使在不对称马赫-曾德尔干涉仪中，其相干光也将引起干涉，必须考虑由此不能进行前述测量的情况。
下面，将对图3所示步骤S2的流程进行描述。图5所示多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的结构与图4所示多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的结构相同。出于描述该流程的方便，将待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11用虚线框住，而将与其相邻的前级和后级对称马赫-曾德尔干涉仪12和13分别用点划线框住。另外，待测的不对称马赫-曾德尔干涉仪11具有两个输入侧光波导作为其端口41和42，两个输出侧光波导作为其端口43和44。此外，终级的两个输出侧光波导构成端口45和46。
首先，仅有波长可调光源6通过光切换器8与多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光波导91相连。波长可调光源6满足条件LC＞ΔL，并且例如在光电路的工作中心频率对输出光波长进行设置。
该步骤对不对称马赫-曾德尔干涉仪11的特性进行测量和设置。更具体地，根据前述步骤S1的流程中已测量的不对称马赫-曾德尔干涉仪的驱动相位量信息，图5中两个对称马赫-曾德尔干涉仪12和13的强度耦合率被设置50％。在此情况下，由针对干涉仪12的下式给出对于对称马赫-曾德尔干涉仪臂所需的驱动量POr。
POr＝POU-1，min1+(POU-1，min2-POU-1，min1)/4    (5)
图6A-6C示意性示出对于单个强度耦合率，对称马赫-曾德尔干涉仪的强度特性的图表。具体地，它们示出当图5中对称马赫-曾德尔干涉仪12和13的强度耦合率被用作参数时，相对于端口41和43之间相位控制装置2U相位变化φU的强度特性。图6A示出当强度耦合率为20％时的情况，图6B示出当强度耦合率为50％时的情况，图6C示出当强度耦合率为80％时的情况。对称马赫-曾德尔干涉仪12和13的特性被归一化，使得当耦合率为50％时取最大强度。虽然，对称马赫-曾德尔干涉仪的耦合率可以被设置为除0％和100％以外的任意值，但是如图6A-6C中示出的50％的耦合率可以提供如下优点。50％的耦合率可以将光输出强度的最大值和最小值之间的强度差最大化，由此提供更准确和简单地进行测量的优点。
在图5中，根据步骤S1的测量信息，将除与待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11相邻的两个对称马赫-曾德尔干涉仪12和13以外的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度能见度(transmittance)设置为0％或者100％。其原因如下。由于在本步骤S2中使用的波长可调光是相干光，因此其可以在除待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11以外的不对称马赫-曾德尔干涉仪中引起干涉。因此，对于待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11的测量，有必要尽可能避免这种干涉。这样，则将除12和13以外的其余对称马赫-曾德尔干涉仪的能见度针对它们的交叉端口设置为100％，当相位φU是2π的整数倍时，这使得光沿图5中箭头所指方向传播。因此，光可以无干涉地通过除待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11以外的不对称马赫-曾德尔干涉仪传播。
对单个干涉仪进行前述设置后，在终级端口45和46对来自待测不对称马赫-曾德尔干涉仪11的输出光进行测量。然后，当输出光强度变为最小值或最大值(即，当强度耦合率为0％或100％)时，测量并记录相位控制装置2U的驱动量POU，min。对余下的不对称马赫-曾德尔干涉仪依次执行该流程，以便测量并记录它们的单个相位控制装置的驱动量。
虽然，对不对称马赫-曾德尔干涉仪的测量次序可以是任意的，但是从终级到始级的依次测量具有如下优点：得到的相位信息不易受到由尚未被测量的不对称马赫-曾德尔干涉仪引起的相位误差的影响。
最后，执行图3中步骤S3的流程。为了获得多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的理想光输出特性，有必要根据多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路(如滤光器、色散补偿器或者增益均衡器)的应用目的计算对于单个对称马赫-曾德尔干涉仪所需的相位偏移量ηv和待满足的特性。一旦获得步骤S1中测量的驱动量的相位偏移量ηv和相位信息，就由下式给出实际为对称的马赫-曾德尔干涉仪设置的驱动量POv，r。
POv，r＝POv，min1+(POv，min2-POv，mm1)×ηv/(2×π)    (6)
其中POv，min1和POv，min2是步骤S1中得到的驱动量。
根据驱动量POv，r对单个对称马赫-曾德尔干涉仪进行相位设置。另外，对单个不对称马赫-曾德尔干涉仪进行相位设置的方式与利用步骤S2得到的值POW，min对单个对称马赫-曾德尔干涉仪进行相位设置的方式相同。这样，最终得到了理想的特性。
附带提及的是，在步骤S1和S2的相位测量中，通过依需要执行光波导的相位调制，并通过利用同步(lock-in)放大器进行同步检测和通过类似操作，可以提高设置的准确性。
总之，根据本发明的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法如下。
对于包括串联的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，当输入具有的相干长度小于不对称马赫-曾德尔干涉仪的最小光路长度差的低相干光时，光仅在对称马赫-曾德尔干涉仪中产生干涉，而不在不对称马赫-曾德尔干涉仪中产生干涉。
因此，首先，可以针对所有的对称马赫-曾德尔干涉仪，通过将具有的相干长度小于不对称马赫-曾德尔干涉仪的最小光路长度差的低相干性光送入多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，并且通过当改变每个对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的驱动量时，测量输出光的强度变化，而依次测量单个对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的驱动量和实际相位偏移量之间的关系，其中驱动量与相位控制信号相对应，如与硅基玻璃光波导中应用的热光功率和半导体光波导中应用的电压相对应。
第二，当将来自波长可调相干光源的光送入多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路时，根据对两个对称马赫-曾德尔干涉仪的测量，将与待测不对称马赫-曾德尔干涉仪相邻的两个对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率设置为50％，并将除了这两个对称马赫-曾德尔干涉仪以外的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率设置为0％或者100％。在这种强度耦合率条件下，其强度耦合率被设置为0％或者100％的对称马赫-曾德尔干涉仪之间的每个不对称马赫-曾德尔干涉仪对输出光没有影响。因此，输出光仅随待测不对称马赫-曾德尔干涉仪的相位变化而变化，即仅随其强度耦合率被设置为50％的对称马赫-曾德尔干涉仪之间的不对称马赫-曾德尔干涉仪的相位变化而变化。因此，通过当改变待测不对称马赫-曾德尔干涉仪相位控制装置的驱动量时，测量输出光的强度变化，可以测量待测不对称马赫-曾德尔干涉仪相位控制装置的驱动量和实际相位偏移量之间的关系。这样，通过依次改变待测不对称马赫-曾德尔干涉仪，可以测量所有不对称马赫-曾德尔干涉仪的相位特性。
第三，根据前述测量流程中已得到的单个干涉仪相位控制装置的驱动量的测量结果，为单个干涉仪的相位控制装置指定适当的驱动量。因此，单个干涉仪的相位控制量被调整为理想光输出的相位偏移量，由此实现整个光电路的理想光特性。
前面是以折射系数变化与热光功率成比例的硅基玻璃光波导作为相位控制装置为例进行描述。但是，该波导并不限于如硅基玻璃光波导或滤光器的玻璃光波导。例如，对于包括利用其中折射系数变化与使用的电场成比例的电光效应的电介质光波导或半导体光波导的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的特性调整，本发明也是适用的。另外，对于具有包括几种不同类型的光波导相结合的混和集成结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，可以通过根据单个光波导部件的类型适当地改变相位控制效果，执行根据本发明的特性调整，从而对其整体特性进行调整。
此外，本发明不仅适用于具有图4和图5所示结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，而且适用于包括以任意数目任意次序连接的对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。例如，本发明适用于具有图7或图8所示结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路。
图7示例性示出包括三个串联的对称马赫-曾德尔干涉仪的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路结构的示意图。下面将描述其要点。对于图4或者图5所示的一级对称马赫-曾德尔干涉仪，当置于其两端的定向耦合器的强度耦合率偏离开50％时，很难令整个马赫-曾德尔干涉仪达到0-100％范围内任意的强度耦合率。与此相比，对于图7中所示包括三个串联的对称马赫-曾德尔干涉仪(71、72和73)的三级对称马赫-曾德尔干涉仪70，将两端的两个对称马赫-曾德尔干涉仪(71和73)的强度耦合率准确地调整为50％是很容易的。因此，可以容易地令整个三个串联的对称马赫-曾德尔干涉仪70达到0-100％范围内任意的强度耦合率，由此可以高准确性地容易地实现理想的电路特性。
图8示例性示出具有其中的对称马赫-曾德尔干涉仪被部分移除，而这些部分(80和80’)由具有固定强度耦合率的定向耦合器(81和81’)所代替的结构的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的示意图。固定定向耦合器的强度耦合率有利于对整个光电路的特性进行调整，并减小光电路的尺寸。该结构对于实现将光电路特性限制在一个范围内尤其有效。
很明显，图7和图8所示多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的结构变化不限于多级结构或者部分省略对称马赫-曾德尔干涉仪。类似的变化同样适用于不对称马赫-曾德尔干涉仪的结构。
为了检验根据本发明的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法的有效性，利用硅基玻璃光波导技术制造不具有监视端口的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路(电路1)，并通过应用根据本发明的特性调整方法进行特性调整。另外，作为特性比较的参照，利用硅基玻璃光波导技术制造常规的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路(电路2)，并通过利用监视端口的常规方法对其进行特性调整。对这两个都具有七个对称马赫-曾德尔(MZ)干涉仪和六个不对称马赫-曾德尔(MZ)干涉仪的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路进行调整，以实现色散补偿功能。
表1示出参数值和两个光电路特性测量结果的汇总。这两个光电路除了一个存在监视端口而另一个不存在监视端口的差别外，在FSR值上也不同。但是，相对于整个光路长度差(电路2＞电路1)，FSR值之差仅为4.133mm，这在低耗硅基光波导(-0.01dB/cm)中不会引起光损耗差。
两个光电路之间的损耗比较显示，常规光电路(电路2)具有9.1dB的损耗，而根据本发明的光电路(电路1)具有1.7dB的损耗，这意味着本发明的电路1具有小得多的光损耗特性。对于光电路的尺寸，常规光电路(电路2)具有69×85mm2(5865mm2)的尺寸，而根据本发明的光电路(电路1)具有33×75mm2(2475mm2)的尺寸，这意味着本发明的光电路的尺寸可以降至常规光电路的约42％。
因此，很明显，本发明对于降低光电路的损耗和减小光电路的尺寸是有效的。
                               表1
光电路 相关折射系数差(％) 对称MZ型干涉仪数目 不对称MZ型干涉仪数目 FSR(GHz) 尺寸(mm2) 光损耗(dB)
电路1 0.75 7 6 100 33×75 1.7
电路2 0.75 7 6 75  69×85 9.1
如上所述，根据本发明，执行如下步骤。首先，不考虑不对称马赫-曾德尔干涉仪的影响，利用低相干光获得单个对称马赫-曾德尔干涉仪的相位控制条件。第二步，根据第一步得到的相位控制条件，在对称马赫-曾德尔干涉仪型光电路的控制下，获得单个不对称马赫-曾德尔干涉仪的相位控制条件。最后，根据对称马赫-曾德尔干涉仪和不对称马赫-曾德尔干涉仪的相位控制条件，为所有干涉仪设置适当的相位偏移量。
这样，可以省略监视端口(监视电路)，其可以解决增大的设备尺寸和光信号损耗的问题。另外，由于可以准确设置相位偏移量，因此可以容易地校正制造误差。此外，可以准确地设置复杂的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的相位。
从前述已参照优选实施方式对本发明进行的详细描述中看出，很明显，对于本领域中的熟练技术人员，不脱离本发明，可以在更广泛的方面对其进行改变和改型，因此，所附权利要求限定的本发明包括了本发明构思内的所有改变和改型。

Claims (18)

1.一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，该电路包括：
第一输入/输出光波导对；
第二输入/输出光波导对；
置于第一和第二输入/输出光波导对之间的M个定向耦合器，其中M为等于或大于2的整数；以及
(M-1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于所述M个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于所述相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过所述光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中
所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有相同光路长度的所述光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有不同光路长度的所述光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(M-1)个马赫-曾德尔型光干涉仪串联构成所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法包括如下步骤：
第一步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述第一输入/输出光波导对的第一光波导，输入具有的相干长度小于所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪之间最小光路长度差的低相干光后，根据置于所述对称马赫-曾德尔型干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号与从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述第二输入/输出光波导的第一光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个所述对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；
第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述第一输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导，输入波长可调相干光后，根据置于所述不对称马赫-曾德尔型干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号与从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述第二输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；以及
第三步，优化所述相位控制装置的单个相位控制信号，以便根据相位控制信号与第一步和第二步得到的输出光强度之间的相关性，令来自所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的输出光达到理想的特性。
2.根据权利要求1所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
3.根据权利要求1所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
响应于来自所述第二输入/输出光波导对的第一光波导的光输出强度，在第一步对每个相位控制信号进行设置，使得置于所述对称马赫-曾德尔干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号令所述对称马赫-曾德尔干涉仪中的强度耦合率等于0％和100％中的一个；并且
在第二步对每个相位控制信号进行设置，根据第一步得到的相关性，通过设置置于所述对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的相位控制信号，使得与每个所述不对称马赫-曾德尔干涉仪两端相邻的两个所述对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为50％，并且除这两个对称马赫-曾德尔干涉仪以外的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个，并使得所述不对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个。
4.根据权利要求3所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
5.根据权利要求1所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
在第一步和第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述相位控制装置到置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述相位控制装置，依次执行对相位控制信号的设置。
6.根据权利要求5所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
7.根据权利要求3所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
在第一步和第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述相位控制装置到置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述相位控制装置，依次执行对相位控制信号的设置。
8.根据权利要求7所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
9.一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，该电路包括：
第一输入/输出光波导对；
第二输入/输出光波导对；
置于所述第一和第二输入/输出光波导对之间的2(N+1)个定向耦合器，其中N为等于或大于1的整数；以及
2(N+1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于所述2(N+1)个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于所述相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过所述光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中
所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有相同光路长度的所述光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有不同光路长度的所述光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(N+1)个所述对称马赫-曾德尔型光干涉仪和N个所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪相间隔串联构成所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性调整方法包括如下步骤：
第一步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述第一输入/输出光波导对的第一光波导，输入具有的相干长度小于所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪之间最小光路长度差的低相干光后，根据置于所述对称马赫-曾德尔型干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号与从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述第二输入/输出光波导的第一光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个所述对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；
第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述第一输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导，输入波长可调相干光后，根据置于所述不对称马赫-曾德尔型干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号与从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述第二输入/输出光波导对的第一和第二光波导中的一个光波导输出的光强度之间的相关性，依次对每个所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪的相位控制信号进行设置；以及
第三步，优化所述相位控制装置的单个相位控制信号，以便根据相位控制信号与第一步和第二步得到的输出光强度之间的相关性，令来自所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的输出光达到理想的特性。
10.根据权利要求9所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
11.根据权利要求9所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
响应于来自所述第二输入/输出光波导对的第一光波导的光输出强度，在第一步对每个相位控制信号进行设置，使得置于所述对称马赫-曾德尔干涉仪中的所述相位控制装置的相位控制信号令所述对称马赫-曾德尔干涉仪中的强度耦合率等于0％和100％中的一个；并且
在第二步对每个相位控制信号进行设置，根据第一步得到的相关性，通过设置置于所述对称马赫-曾德尔干涉仪中相位控制装置的相位控制信号，使得与每个所述不对称马赫-曾德尔干涉仪两端相邻的两个所述对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为50％，并且除这两个对称马赫-曾德尔干涉仪以外的对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个，并使得所述不对称马赫-曾德尔干涉仪的强度耦合率变为0％和100％中的一个。
12.根据权利要求11所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
13.根据权利要求9所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
在第一步和第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述相位控制装置到置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述相位控制装置，依次执行对相位控制信号的设置。
14.根据权利要求13所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光的光源相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
15.根据权利要求11所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
在第一步和第二步，从置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输出侧的所述相位控制装置到置于所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路输入侧的所述相位控制装置，依次执行对相位控制信号的设置。
16.根据权利要求15所述的多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路特性的调整方法，其中
利用包括两个光输入部件和两个光输出部件并可以在光输入部件和光输出部件之间选择光路的光路切换装置，在第一步和第二步执行向所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路的光输入，其中所述两个光输入部件分别与低相干光和波长可调相干光的光源相连，所述两个光输出部件与所述第一输入/输出光波导对相连，并且所述光路切换装置进行光路切换以便选择低相干光和波长可调相干光中的一个作为输入光。
17.一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，包括：
第一输入/输出光波导对；
第二输入/输出光波导对；
置于第一和第二输入/输出光波导对之间的M个定向耦合器，其中M为等于或大于2的整数；以及
(M-1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于所述M个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于所述相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过所述光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中
所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有相同光路长度的所述光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有不同光路长度的所述光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(M-1)个马赫-曾德尔型光干涉仪串联构成所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，其中
串联的所述对称马赫-曾德尔型光干涉仪和所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪根据如权利要求1限定的方法进行特性调整。
18.一种多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，包括：
第一输入/输出光波导对；
第二输入/输出光波导对；
置于所述第一和第二输入/输出光波导对之间的2(N+1)个定向耦合器，其中N为等于或大于1的整数；以及
2(N+1)个相位控制装置，其中每个相位控制装置位于所述2(N+1)个定向耦合器的两个相邻定向耦合器之间，与位于所述相邻定向耦合器之间的光波导对的两个光波导的至少一个光波导相连，并响应于相位控制信号，控制穿过所述光波导对的第一光波导和第二光波导光线的相对相位，其中
所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有相同光路长度的所述光波导对构成对称马赫-曾德尔型光干涉仪，而所述相邻定向耦合器、位于所述相邻定向耦合器之间的所述相位控制装置以及位于所述定向耦合器之间并具有不同光路长度的所述光波导对构成不对称马赫-曾德尔型光干涉仪，并且(N+1)个所述对称马赫-曾德尔型光干涉仪和N个所述不对称马赫-曾德尔型光干涉仪相间隔串联构成所述多级马赫-曾德尔干涉仪型光电路，其中
串联的所述(N+1)个对称马赫-曾德尔型光干涉仪和所述N个不对称马赫-曾德尔型光干涉仪根据权利要求9限定的方法进行特性调整。
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