光纤无源器件技术的发展方向

六、无源器件的集成化　

由上可见，无论是在耦合器的宽带化，还是在波分复用器的密集化以及光开关的矩阵化中，光子集成都是一条重要途径，甚至是惟一的途径。此外，光子集成器件还有体积小，易于大规模生产、成本低等优点，所以光子集成成化是许多光纤无源器件的发展方向。光子集成器件有时也称平面型光无源器件。根据基体的种类，光波导的铌到锂镀钛光波导、硅基体沉积二氧化硅光波导、InGaAsP/InP波导和聚合物(Polymer)波导。

铌酸锂镀钛光波导技术的开发较早，其主要工艺过程是：首先在铌酸锂基体上用蒸发沉积或溅射沉积的方法镀一层钛膜，然后进行光刻，形成需要的光波导图形，再进行扩散，并镀上二氧化硅保护层，制成平面光波导。该波导的损耗较大，一般为0.2-0.5dB/cm。

硅基二氧化硅光波技术是20世纪90年代发展起来的新技术，国外已比较成熟。其制造工艺有火炎水解法(FHD)、化学气相淀积法(CVD,日本NEC公司开发)、等离子CVD法(美国Lucent公司开发)、多孔硅氧化法和熔胶-凝胶(Sol-gel)等。这种波导和损耗很小，约为0.02dB/cm。国外利用这种波导已研制出60路、132路的AWG。

InGaAsP/InP光波导的研究也比较成熟，它可与InP基的有源与无源光子器件及InP基微电子回路集成在同一基片上，虽然它与石英光纤的模场不匹配，与光纤的耦合损耗较大，但可以光回路中引入SOA加以补足。　　聚合物(Polymer)光波导是近年研究的热点。这波导的热光系数和电光系数都比较大，很适合于研制高速光波导开关、AWG等。德国HHI公司利用这种波导研制成功AWG在25-65℃的波长漂移仅为±0.05nm。聚合物波导及器件制作工艺简单，价廉，很有发展前景。

目前采用平面波导技术制造的无源器件不仅有宽带耦合器、波导阵列光栅(AWG)、大端口数矩阵光开关，而且还有多模干涉分束器，星形耦合器、波长隔离器以及硅微机械F-JP腔可变式衰减器等。由于它可以与有源器件以及微电子回路集成在同一基片上或封装在同一壳体内，构成混合集成光路，所以前途不可限量。