[发明专利]基于马赫曾德干涉仪的声光隔离器及其应用方法

权利要求书

1.一种基于马赫曾德干涉仪的声光隔离器，其特征在于：

包括分束器、第一非互易臂、第二非互易臂、合束器；其中，第一非互易臂依次包括第一声光波导a、第一普通光波导、第一声光波导b，分别作为移频段、移相段和移频段；第二非互易臂依次包括第二声光波导a、第二普通光波导、第二声光波导b，分别作为移频段、移相段和移频段；声学模式激发时，第一非互易臂、第二非互易臂中的传播方向相反；

第一普通光波导、第二普通光波导用于产生光学模式的两臂π/2的相位差，正行时两臂相位差为π/2，反行时两臂相位差为-π/2；

所述的第一非互易臂和/或第二非互易臂还设有静态调相区用于控制正行和反行的双臂相位差分别为0和π。

2.根据权利要求1所述的声光隔离器，其特征在于：

所述的静态调相区通过对第一非互易臂和/或第二非互易臂进行电光调相，或者进行热光调相，或者通过引入两臂长度差进行光程调相；所述的静态调相区位于第一非互易臂和/或第二非互易臂的端部或者中间。

3.根据权利要求1所述的声光隔离器，其特征在于：当分束器和合束器的输入输出端分别为双端口时，实现四端口环形器。

4.根据权利要求1所述的声光隔离器，其特征在于：所述的分束器和合束器可选用多模干涉仪（MMI）或者方向耦合器（DC）。

5.一种根据权利要求1所述的声光隔离器的应用方法，其特征在于：

第一光学模式通过分束器分别进入第一非互易臂、第二非互易臂；

其中，经过第一声光波导a移频段后，发生非互易多普勒频移，同向转换为第二光学模式，经过第一普通光波导移相段之后，第二光学模式经过第一声光波导b移频段，发生反向非互易多普勒频移，恢复为第一光学模式；

经过第二声光波导a移频段后，发生非互易多普勒频移，同向转换为第二光学模式，经过第二普通光波导移相段之后，第二光学模式经过第二声光波导b移频段，发生反向非互易多普勒频移，恢复为第一光学模式；

两臂移频段的声学模式传输方向相反，使得多普勒频移相反，推挽效应在两臂上产生相位差，而两个方向传输的光学模式产生的双臂相反相位差，当差值为π时，造成非互易透射，再通过调相区的相位控制使得正行和反行的双臂相位差分别为0和π，即可实现隔离效果。

6.根据权利要求5所述的应用方法，其特征在于：

所述光学模式的同向转换为不同偏振模式的转换或者不同阶数模式的转换，而且不同光学模式转换的效率与声光波导中所激发的声学模式种类相关，SV₁声学模式对TE₀/TM₀转换效率最高，SH₀声学模式对TE₀/TE₁转换效率最高。

7.根据权利要求5所述的应用方法，其特征在于：

所述两臂移频段的声光波导长度满足在对应声波功率与传输损耗下实现相位匹配的光学模式的完全转换，声光波导的长度随着声波功率的增大而减小，随着声波损耗的增大而增大。