在了解马赫-曾德尔M-Z调制器原理的瞬间，我想到了双缝实验，这个实验相信咱们都了解。
由托马斯·杨在1801年首次进行，用以展示光的波动性质。在这个实验中，一束光通过两个非常接近的狭缝，然后在观察屏上形成一系列明暗相间的条纹，这些条纹是由于从两个狭缝发出的光波相互干涉而形成的。明条纹出现在光波相长干涉的地方，而暗条纹则是相消干涉的结果。
今天咱们要说的马赫-曾德尔M-Z调制器，本质上也是基于同样的原理。首先是如何制造两个频率相同的光束，还得能让我们对这两束光的相位差进行掌控，在输出端产生干涉。为此，我们先看看M-Z干涉仪，这个是基础。然后再来说M-Z调制器。M-Z干涉仪怎么实现呢？且看下面的图解。
上图中的一束相干光在分光器处被分成两束光。一束光直接到达合光处，另一束光经过折射率为 n 的介质，长度为 d。这样，我们人为地分裂成的两束光制造了不同的光程差 Δd 。这个光程差可以计算出来，假设分裂的两束光在路径上的长度一样，光程差主要由中间介质引起的。
Δd = nd
由此产生的相位差是我们的目标：
Δφ = （2π/λ）*Δd=（2π/λ）nd
我们对折射率 n 和长度 d 进行调整，当相位差正好等于π，即 Δφ = π 时，在合光处两束同频的光相消干涉，探测器接收到的光为 0 ；当光程差Δφ = 0或2π的总数时，两光相长干涉，此时探测器接收到的光强最大。
上面是M-Z干涉仪的原理。
在M-Z调制器中，也是将输入光分成两路相等的信号。不同的是两束光分别进入调制器的两个光支路，这两个光支路采用的材料是电光材料，即其折射率会随着外部施加的电信号大小而变化。
如上图，具体来看。输入光在 A 点处被平分到 B C 两个光支路上传输。我们在两个光支路上分别加载了方向相反的电场，通过调制信号控制，因此两个支路中折射率变化相反，从而光程差 Δd 导致相位差 Δφ 也相反。
如果在 B支路引入π/2的相位差，C分支则是-π/2的相位差，总共导致两束光在合光处有 π 的相位变化。
这样，我们就可以通过加载的调制信号来调整相位差，将电信号信息转换到光信号上，在输出端合成的光信号就成了一个强度大小随着调制电压而变化的干涉信号，实现了光强度调制。
感谢阅读！
经OFC公众号授权发布，更多知识可关注其公众号：
