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光器件的产业概况和发展思路

2010-11-12 17:57
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  2010年11月12日消息,光器件光纤通信系统的基础元件,我国在光器件领域的研究和生产起步不算晚,无论是有源器件,还是无源器件,都满足了我国光纤通信发展初期的科研或工程的需要。但随着时间的推移,由于相关工业基础的薄弱、科研投入的不够以及体制和机制方面的原因,我国光器件在核心技术和高端产品方面与国外先进水平的差距愈显突出。

  光有源器件

1.发展概况

  光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏。将电信号转换成光信号的器件称为光源,主要有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。将光信号转换成电信号的器件称为光检测器,主要有光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。近年来,光纤放大器成为光有源器件的新秀,当前大量应用的是掺铒光纤放大器(EDFA),正在研究并很有应用前景的是拉曼光放大器。

  我国开展光有源器件的研究是从20世纪70年代开始的。当时西方国家根据所谓“巴统”规定,对我国进行高新技术的封锁和禁运,光有源器件亦在其中。于是中科院半导体所、武汉邮科院、电子部第44所、电子部第13所等单位,发扬“自力更生”的精神,研制了波长为850nm的所谓短波长光器件,如采用 GaAlAs/GaAs材料同质结或异质结结构的LD和LED光源、Si—PIN检测器等。虽然现在来看这些器件的性能较差,但也满足了我国光通信起步阶段的需要。

  此后,这些单位又开发了波长为1310nm和1550nm的所谓长波长器件,如采用InGaAsP/In材料隐埋双质结构的半导体激光器、采用InGaAs /In材料的PIN检测器等。这些芯片本身的性能有了很大提高,但在研制初期,芯片与光纤之间采用  环氧树脂进行粘结,所以器件的气密性能差、粘结强度小、光纤易移位,因而整个器件的性能和可靠性较差。后来采用全金属化的耦合封装工艺,器件的可靠性和寿命大大提高,满足了当时光通信日益发展的需要。

  1993年之前,我国光通信所需的光有源器件,基本上都是由国内生产商提供的,以致西方国家认识到在有源器件等方面再用“巴统”向我国进行技术封锁和禁运,反而失去中国的大市场,是得不偿失的,于是只得宣告“巴统”解散,国外的光有源器件开始大量涌入我国市场。

2.产业现状

  随着光通信技术的迅速发展,对光有源器件的技术要求愈来愈高。虽然我国有关单位做出很大努力,跟踪世界潮流,取得了量子阱半导体材料与器件技术的突破,分布反馈(DFB)半导体激光器等先进器件的实验室水平也有很大提高,但由于投入的人力和物力远远不足,与国外先进水平的差距日显突出。

3.市场概况

  根据对部分厂商的调查,1998—2000年我国光有源器件的生产销售情况如表1所示。由表可见,2000年这些厂商的光有源器件的销售量为64.9万只(其中出口约19.3万只,国内销售为45.6万只),销售总额为4.7亿元,较1999年增长了94.2%。

  关于2001年全国光有源器件的市场情况,有不同的估计。有的认为是11亿元人民币,其中光收发(光源—检测)一体模块的市场份额为40%、DWDM用激光器为39%、泵浦激光器为20%、光放大器为1%。有的认为是14亿元,其中光收发一体模块的市场份额为36%、DWDM用激光器为36%、泵浦激光器为14%、光放大器为14%。预计今后数年光有源器件将以40—50%的速度增长,其中2002年的市场销售额将比2001年增加70%以上。据估计,国内生产的光有源器件只占国内市场的30—40%。

光无源器件

1.发展概况

  光无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光—电或电—光转换的器件,包括光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等,是光传输系统的关节。光连接器是光无源器件中应用最广、数量最多的器件,耦合器和波分复用器次之,其它器件使用量较少。随着光通信技术的发展,密集波分复用器、大端口数矩阵光开关的需求将会逐渐增加。

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