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未来光器件的主流发展方向:光子集成技术

2015-02-02 11:46
龙凰
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  (六)基于光学玻璃的光集成技术。这类材料集成光波导器件的优点是成本低,工艺简单,可靠性高,传输损耗小,且与光纤对接匹配度高。这种技术不仅可以用于制造光分路器,还可以应用到其他领域。王明华教授的课题组正在利用这种技术进行集成光功分器的产业化研发,并同时开展传感器及微光学器件的研发。

  “综合来说,这些技术每一个都有每一个的特点和优势,都有各自不同的应用市场,比方说基于玻璃和聚合物的光集成技术可制作低成本光器件,化合物半导体和铌酸锂材料可以制作高速调制器、光开关。”王明华教授表示,“而硅基的光子集成技术,我认为这是未来发展的方向。目前来看,光与电要有机结合起来必须依靠这种技术。我们目前所见到的微电子技术和光电子技术有所不同,比方说双方的器件结构和工艺不一样,微电子是硅基平面工艺,光电子器件,无论是发光器件还是光波导器件,是一种立体结构,因而工艺是立体工艺,目前使用的材料也不一样,发光和探测工作机理也不一样。只有用硅材料才能将各种光器件与集成光学器件乃至将微电子和光电子统一起来。不过这条路还很漫长,需要解决很多技术难关,但这并无妨碍它成为未来主导技术。”

  “不过不同的技术,不同的材料都有各自不同的应用,未来的世界仍将是百花齐放的。”王明华教授补充道。

  国内PLC研究尚处于起步阶段 产业化是瓶颈

  在谈到国内PLC研究现状时,王明华教授表示国内这方面的研究实质尚处于相对落后的状态,尽管囯内学者早已知晓PLC技术的重要性。目前国内正在制作的PLC器件主要是光分路器和AWG,但是,到目前为止,国内企业都是进口芯片进行封装,例如深圳富创、上海博创、武汉光迅等,其进口的芯片大都来自韩国和日本、美国等国。在研发方面,武汉光迅进展较好,进口了PEVCD等关键设备,成功制作了AWG和光功分器,其中AWG因为产值高,有利于成本回收,是光迅的主要目标。

  实际上,在光波导研究方面国内已有近30年的历史,中科院半导体所和信息产业部13所,长春光机、物理所、上海交大、清华大学、北京理工、西光所及上光所等都进行了大量卓有成效的研究。浙大也从1980年前后开始光波导与集成光学器件研究,先后承担了十余项国家自然科学基金项目,早期的有863项目及浙江省科技厅重大项目,近期正在执行国家自然科学基金的重点项目,开展化合物半导体材料髙速光开关研究。王明华教授的课题组近年来与南方通信集团合作研发的基于离子交换光波导的分路器已接近实用化。“目前关键技术已经突破,但是产业化技术还不过关。”王明华教授说。“目前国外在研究生产玻璃波导方面已经非常成熟了,法国的Teem以及以色列的Colorchip在这方面做得最好,并且已经推出了商用化产品。

  王教授还指出;“任何一种技术都有它的优缺点,更何况五花八门的集成光学技术。玻璃基集成光波导器件比较适合国内企业与学校合作进行联合研发。我们希望通过跟企业合作来为国内企业提供波导芯片。目前国内还没有厂商能做光分路器芯片,我们是很看好这种技术的。”

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