我國(guó)光器件的產(chǎn)業(yè)概況與發(fā)展思路
光器件是光纖通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件,我國(guó)在光器件領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)起步不算晚,無論是有源器件,還是無源器件,都滿足了我國(guó)光纖通信發(fā)展初期的科研或工程的需要。但隨著時(shí)間的推移,由于相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱、科研投入 ..
光器件是光纖通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件,我國(guó)在光器件領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)起步不算晚,無論是有源器件,還是無源器件,都滿足了我國(guó)光纖通信發(fā)展初期的科研或工程的需要。但隨著時(shí)間的推移,由于相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)的薄弱、科研投入的不夠以及體制和機(jī)制方面的原因,我國(guó)光器件在核心技術(shù)和高端產(chǎn)品方面與國(guó)外先進(jìn)水平的差距愈顯突出。本文根據(jù)我國(guó)光器件的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r,就如何加快我國(guó)光器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提出幾點(diǎn)意見,以拋磚引玉。
光有源器件 1.發(fā)展概況 光有源器件是光通信系統(tǒng)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的關(guān)鍵器件,是光傳輸系統(tǒng)的心臟。將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的器件稱為光源,主要有半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)。將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件稱為光檢測(cè)器,主要有光電二極管(PIN)和雪崩光電二極管(APD)。近年來,光纖放大器成為光有源器件的新秀,當(dāng)前大量應(yīng)用的是摻鉺光纖放大器(EDFA),正在研究并很有應(yīng)用前景的是拉曼光放大器。 我國(guó)開展光有源器件的研究是從20世紀(jì)70年代 開始的。當(dāng)時(shí)西方國(guó)家根據(jù)所謂“巴統(tǒng)”規(guī)定,對(duì)我國(guó)進(jìn)行高新技術(shù)的封鎖和禁運(yùn),光有源器件亦在其中。于是中科院半導(dǎo)體所、武漢郵科院、電子部第44所、電子部第13所等單位,發(fā)揚(yáng)“自力更生”的精神,研制了波長(zhǎng)為850nm的所謂短波長(zhǎng)光器件,如采用GaAlAs/GaAs材料同質(zhì)結(jié)或異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的LD和LED光源、Si—PIN檢測(cè)器等。雖然現(xiàn)在來看這些器件的性能較差,但也滿足了我國(guó)光通信起步階段的需要。 此后,這些單位又開發(fā)了波長(zhǎng)為1310nm和1550nm的所謂長(zhǎng)波長(zhǎng)器件,如采用InGaAsP/In材料隱埋雙質(zhì)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器、采用InGaAs/In材料的PIN檢測(cè)器等。這些芯片本身的性能有了很大提高,但在研制初期,芯片與光纖之間采用 環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘結(jié),所以器件的氣密性能差、粘結(jié)強(qiáng)度小、光纖易移位,因而整個(gè)器件的性能和可靠性較差。后來采用全金屬化的耦合封裝工藝,器件的可靠性和壽命大大提高,滿足了當(dāng)時(shí)光通信日益發(fā)展的需要。 1993年之前,我國(guó)光通信所需的光有源器件,基本上都是由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商提供的,以致西方國(guó)家認(rèn)識(shí)到在有源器件等方面再用“巴統(tǒng)”向我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖和禁運(yùn),反而失去中國(guó)的大市場(chǎng),是得不償失的,于是只得宣告“巴統(tǒng)”解散,國(guó)外的光有源器件開始大量涌入我國(guó)市場(chǎng)。 2.產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 隨著光通信技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)光有源器件的技術(shù)要求愈來愈高。雖然我國(guó)有關(guān)單位做出很大努力,跟蹤世界潮流,取得了量子阱半導(dǎo)體材料與器件技術(shù)的突破,分布反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器等先進(jìn)器件的實(shí)驗(yàn)室水平也有很大提高,但由于投入的人力和物力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,與國(guó)外先進(jìn)水平的差距日顯突出。 目前我國(guó)只有少數(shù)幾家能自己生產(chǎn)光源和檢測(cè)器的管芯,而且基本上是2.5Gb/s以下速率的水平。這些產(chǎn)品由于不能同時(shí)達(dá)到高性能、高成品率、高重復(fù)性、高可靠性和低成本等產(chǎn)業(yè)化要求,實(shí)際上只能用于一些要求較低的系統(tǒng),而在高速系統(tǒng)中的應(yīng)用幾乎為零。國(guó)內(nèi)光通信設(shè)備和系統(tǒng)所需的高速率管芯和單元器件以及摻鉺光纖放大器的關(guān)鍵元件摻鉺光纖等都需要進(jìn)口。國(guó)內(nèi)的有源器件公司大都是買了國(guó)外的管芯做器件,買了國(guó)外的器件做模塊,買了國(guó)外的摻鉺光纖做放大器的組裝公司。光通信設(shè)備公司則買了國(guó)外的模塊做系統(tǒng)。 目前我國(guó)規(guī)模最大的光源、檢察器制造單位是武漢電信器件公司、深圳飛通光電子技術(shù)有限公司,它們的銷售量占全國(guó)的80%以上。其他還有深圳恒通寶光電子有限公司、武漢華工科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司正元光子分公司、武漢天訊科技股份有限公司、北京福創(chuàng)光電子股份有限公司、上海奧普光電技術(shù)有限公司、四川康和光電子有限責(zé)任公司、重慶光電技術(shù)研究所、信息產(chǎn)業(yè)部電子第44研究所等20余家,可以生產(chǎn)十幾種量子附激光器、半導(dǎo)體泵浦激光器。光纖放大器的制造單位主要有無錫中興光電子技術(shù)有限公司、武漢光訊通信技術(shù)有限公司等。在光有源器件方面還有一些外資企業(yè),如深圳光炬(JDS Uniphase的子公司)、深圳新?怂沟。 |
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