基于平面光波导的光子集成技术

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1、光子集成PhotonicsIntegration基于平面光波导的光子集成技术԰㗙˖MattPearsonˈEnablenceTechnologiesInc.为了降低光器件成本才发展起来的平面光波导回路（PLC）技术目前已经逐渐应用在其它领域，其中包括先进的40G/100G应用。平面光波导技术（PLC）最近几年内的发展，主要着眼的编码，光学解调器在接收端对这些信号解码。于追求小体积和低成本的光纤到户（FTTH）应用。PLC精准的相位延迟和其它敏感的光学效应被用在将很多光学器件集成在同一个光学芯片中，采用和电子集40G/100G链路的两端。有一

2、些效应在光纤光学器件中非成回路兼容的生产流程，非常适用于FTTH市场。常难控制。甚至在一些简单的操作中，例如熔接和连接器PLC目前仍在FTTH市场上扮演重要角色，它还在一连接光纤，这样的系统中都会比较复杂。些场合提供了微光学集成器件所无法实现的功能。例如，例如PM-QPSK接收机的90度光学混合解调器包括先进的40G/100G网络受到越来越多的关注，这给PLC的八组分立的光纤，分别耦合到它们对应的探测器。为了在应用提供了新的机会。和FTTH应用完全不同，PLC不再这种接收机中控制相位，必须保证在熔接和机械连接后，೒1೒2PLC基的器件能自动

3、组装，实现低成本、高成品率应用PLC推动了晶圆级集成和混合集成，实现了小体积和高效封装。是单纯为了追求低成本和高生产可行性，40G/100G的新合波器中每一组光纤的长度相同，精度容差为毫米量级。应用要求PLC提供传统光学所不能实现的功能。这就意味着如果八组中的七组光纤都熔接正常，只有一组损坏了，都需要重新切割，其它七组光纤也需要重新切割，ᅲ⦄Ⳃᷛⱘᮍ⊩以匹配最短的那根长度。这导致在大批量生产过程中，组有两种典型的支持100G链路的方法：DWDM，或先装过程非常复杂，对成品率甚至一致性也有重大负面影响。进的调制格式，如差分正交相移键控（DQP

4、SK）和偏振由于芯片在光刻过程中，平面光波导的长度受到精确复用正交相移键控（PM-QPSK）。这些先进的调制格式拓控制，PLC在这种应用中有很大优势。在PLC中，光学宽了网络设计的思路，也对系统设计和光学元器件生产提物理路径长度可以在纳米尺度内得到精确控制。出了挑战。由于光刻技术控制了相位延迟，PLC还提供了芯片内DQPSK及其类似技术提供了通过10G光纤传输系统集成热光相位延迟的功能。可以根据需要主动进行相位控传输40G甚至更高100G光信号的方案。为了实现该性能，制，而且能实时监控。这已经被证实为实现40G/100G器DQPSK、QPS

5、K及类似格式应用相位调制来实现高比特率件的一种有效方案。10Dec2010/Jan2011LightwaveChinaܝ⊶䗮www.lwc.com.cn光子集成PhotonicsIntegrationPLC੠䲚៤适的温度。PLC上除了相移器件和其它光学功能模块之外，将有在PLC中，我们常常希望在小的封装中实现更多的源器件集成在PLC上还有其它重要原因。这些有源器件功能，单个PLC芯片包括4、8、12甚至更多的激光器很包括激光器和探测器，还包括跨阻放大器和其它电子回路。常见。每个激光器还需要通过热电效应进行单独波长调谐，大多数情况下，这些器件

6、通过混合集成技术集成在PLC在单个PLC基底上实现单个大加热器/冷却器很困难。生上，使得PLC设计者能应用最好的有源器件，而无需担产热光相移器件的工艺可以被用来在PLC的表面实现小心单芯片集成的性能折衷。这个策略同样简化了PLC处型化的加热器。理过程，而且应用多个供应商的产品，在竞争中还能降低这些小型化、局域化的热器件可以在每一个激光器下风险和成本。应用，独立控制，实现每个激光器都能限制在ITU波长内。在低成本、大容量的FTTH市场上，已有很多PLC这也是PLC不仅仅是光学器件的应用，而且是热学、机技术平台被提出，而且目前还在不断发展。因为

7、有源器件械学和电子学等技术元素集合的实例。的准直更为复杂，而且组装过程中需要花费更多的时间在链路的另一侧，高速探测器也能直接被绑定在PLC和成本。目前最成功的PLC平台使用无源混合集成方法，表面上，实现对高带宽40G/100G信号的理想探测功能。在大容量集成时，无需给激光器和探测器供电和实施动态也可以根据需要采用波导基光探测器，标准面接收探测器监控。则是更简化、更低成本，甚至在一些情况下高性能的解决在PLC平台上无源集成子器件在过去的五到十年内方案。为了将光从PLC波导耦合进面安装光接收探测器，取得了巨大的进步。曾经一度，人们认为不可能在P

8、LC需要将光从水平到垂直反射90度。这可以通过PLC芯片上实现可靠的、大批量的光探测器绑定工艺。然而最近的镜面工艺，在芯片生产过程中实现。PLC芯片工艺技术的发展，自动准直系统和