这种滤波器要求输入光波的频率间隔必须精确的控制在 的整数倍。当波长数为4个时，需要3个马赫—曾德尔干涉滤波器级联；当波长数为8个时，需要三级共7个马赫—曾德尔干涉滤波器级联，而且要使第一级的频率间隔为 ，第二级的频率间隔为 ，第三级的频率间隔为 ，才能将他们分开，如图1.7所示。

级联马赫—曾德尔干涉滤波器

改变 既可以分别控制有效光通信的折射率n和长度差 ，也可以同时控制n和 。可以通过对热敏薄膜加热或者改变压电晶体的控制电压来实现。级联马赫—曾德尔干涉滤波器可以用InP衬底或Si衬底平面光波导（Planer Lightwave Circuit,PLC）来实现。因为这种滤波器的调谐机理是热电的，所以切换时间约为1 ms。

此外，马赫—曾德尔干涉仪（M-ZI）构成的可调谐光滤波器制造成本低，对偏振很不灵敏，串扰很低，但是调谐控制复杂，调谐速度很慢[8]。

3 布拉格光栅滤波器

布拉格光纤光栅是利用光纤中的光敏性制成的。所谓光敏性，是指强激光（在10~40 ns 脉冲内产生几百毫焦耳的能量）辐照掺杂光纤时，光纤的折射率将随发光强度的空间分布发生相应的变化，变化的大小与发光强度呈线性关系。例如，用特定波长的激光干涉条纹（全息照相）从侧面辐照掺锗光纤，就会使其内部折射率呈现周期性变化，就像一个布拉格光栅，成为光纤光栅，如图1.8(a)所示。这种光栅大约在500℃以下稳定不变，但用500℃以上的高温加热时就可擦除。在InP衬底上用InxGa1-xAsyP1-y材料制成凹凸不平结构的表面，其间距为 光栅，就构成一个单片集成布拉格光栅，如图1.8b所示。

光纤布拉格光栅是一小段光纤，一般几毫米长，其纤芯折射率经两束相互干涉的紫外光（峰值波长为240nm）照射后产生周期性调制，干涉条纹周期 由两光束之间的夹角决定，大多数光纤的纤芯对于紫外光来说是光敏的，这就意着将纤芯直接曝光于紫外光下将导致纤芯折射率永久性变化。这种光纤布拉格光栅的基本特性就是以共振波长为中心的一个窄带光学滤波器，该共振波长称为布拉格波长，由式（1-6）可知，其值为

                                                    (1-2)

由式（1-7）可知，工作波长由干涉条纹周期 决定，对于1.55 左右波长， 为1~10 。沿光线长度方向施加拉力，可以改变光纤布拉格光栅的间距，以实现机械调谐。加热光纤也可以改变光栅间距，以实现热调谐[9]。

 光纤布拉格光栅

a)用紫外干涉光制作光纤布拉格光栅滤波器       b)单片集成布拉格光栅

4 阵列波导光栅滤波器

以上介绍的几种滤波器的调谐既可以通过改变折射率指数来实现，也可以通过机械改变F-P腔的长度来实现。电流注入改变折射率指数调谐速度很快（纳秒量级），然而电流改变与调谐特性的关系却很难预见也很难重复，机械调谐的速度又很慢。为了克服这些缺点，科学家们在InP衬底上又开发出了基于阵列波导光栅（AWG）路由器（WGR)和半导体光放大器（SOA）的数字调谐滤波器[OFC 2008,OWE3]，这种滤波器PIC芯片尺寸为6mm 18mm。这种AWG路由器在输入和输出端分别安排两个相同的AWG,而在中间集成了一个SOA阵列与他们相连，如图1.9所示。第一个AWG用于波分解复用，即把输入的WDM信号的频谱分开，然后将一个波长的信号送入与它相连的SOA，被放大或被衰减，放大相当于让其通过，衰减相当于阻断，起到了滤波器的作用。第二个AWG用做WDM复用器，即重新复合SOA的输出信号到输出AWG。这种滤波器比简单的调谐滤波器功能更强大，因为在WDM系统中，它提供同时接入所有的波长信道。此外，对功率电平低的信道，可以增加与它相连的SOA的增益，所以这种滤波器又起功率均衡的作用。另外，对第一个AWG输出的每个光频进行调制，也可以构建一个多频WDM光源[10]。单片集成原理图 可调谐光滤波器技术发展研究现状(2):http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_70389.html