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光有源器件中的光集成技术演变

浏览次数: 日期:2014年3月22日 15:34

 

日本的OKI公司开发了一种称为–BOSA的集成单纤双向组件,其中装在特制的气密封装的TO (Transistor Outline) CAN中的有源集成芯片,就是一种典型的基于SiOB的产品,如图二所示。该集成芯片将微小透镜、波分复用WDM滤光片等无源器件,与LD、PD等有源器件组装在了一个基于硅的平台上,从而在一个TO CAN上实现了单纤双向功能。该BOSA的结构很独特,所以其物料很多属于专门定制,要想将成本做到很低看来需要付出极大的努力。武汉电信器件有限公司(WTD)的40Gb/s PIN/TIA接收组件,属于国家863的课题,也是基于这种SiOB平台开发的。
 
  PLC则是目前绝大多数光集成厂家热衷于开发的技术,这些公司包括NEC,Enablence, Hoya Xponent, Infinera, OKI, NeoPhotonics等。接入网中PON(无源光网络)系统所用的核心器件,如单纤双向组件BOSA (Bi-directional Optical Sub-Assembly)、单纤三向组件Triplexer,由于降成本的巨大压力,以及能集成较多的有源、无源元件、市场需求非常强劲等方面的考虑,而成为了众多公司应用PLC技术的首选产品。
图二 基于SiOB集成的BOSA组件示意图(图片来自OKI公司产品说明)
 
  在基于PLC的集成器件中,倒装(Flip-chip)技术被广泛使用,不光LD、PD要倒装,背光探测器MPD(Monitor Photodiode),还有跨阻抗放大器TIA(Transimpedance Amplifier)也要倒装,甚至,借助于表面贴SMP(Surface Mount Photonics)技术,WDM滤光片、隔离器等也可以“倒装”到同一平台上。
 
  TO CAN的封装以及薄膜滤光片TFF(Thin Film Filter)是传统光器件的两大特色。现在,在PLC的技术中,采用集成封装后,TO CAN的封装首先被取代了,接下来的关键难题就是TFF的集成。如果仍然采用将TFF外置的技术,那么,波导还是波导,滤光片还是滤光片,也就是说波导没有WDM滤光功能,这样,对技术发展的意义并不太大,因此,新的PLC滤波技术的开发及应用变得极为关键。采用先进的集成WDM技术,可以将WDM滤光片直接嵌入到PLC芯片中,如将一个级联的马赫-曾德干涉仪MZI(Mach-Zehnder Interferometer)和一个色散光桥光栅(Dispersion Bridge Grating)组合在一起,集成在一个Triplexer的PLC芯片上,就取代了传统的TFF(如图三所示)。

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