光器件集成化是光网络发展的必由之路

　　三、光集成在光网络中应用的新时期

　　下面将介绍几类用于光网络中不同材料、不同技术和不同功能的集成光路器件和模块的新成果，它包括化合物半导体为基的PIC和OEIC、LiNbO3为基的光波导器件和集成模块、SiO2为基的光波导器件和集成模块、聚合物为基的光波导器件和集成模块、以及二维或三维集成的MOEMS等。

　　1、化合物半导体为基的PIC和OEIC

　　这类集成器件和模块目前较多的研究围绕适合DWDM系统用的多波长选择或可调谐的光源激光器，以及为提高传输速率的光电子集成器件等。在光网络中用作集成化的收发模块。这类光有源集成器件在光网络中占有很大比重。

　　图1是一个单片集成超高速1.55mmOEIC接收器。它包含一个多模波导光电二极管(WGPD)和一个高电子迁移率晶体管(HEMT)分布集成电路放大器，能用一次外延工艺生长在半绝缘的InP基板上。而后通过光刻和刻蚀工艺产生所要求的图形。制成的OEIC接收器的3dB带宽为46.5GHz,40Gb/s时接收灵敏度为-22.7dBm,50Gb/s时的眼图仍能清晰张开。采用WGPD和分布放大器的设计，理论上的3dB带宽可达100GHz。

　　2、LiNbO3为基的光波导器件和集成模块

　　LinbO3光波导器件的研究是继续提高LiNbO3光调制器的工作速率以及开拓其它应用的器件和集成模块如Ti:Er:LiNbO3激光器、掺Er光波导放大器和LiNbO3光波导开关等。

　　图2是一类新发展的Ti:LiNbO3数字光开关(DOS)的结构和截面图。这种光开关的特点是对光的波长、偏振、折射率、温度和其他物理参数的影响不敏感。通过优化设计，目前其性能的典型值为:开关电压9v，串话大于45dB，光纤到光纤的插入损耗小于4dB，波长覆盖带宽1520～1570nm。

　　3、SiO2为基的光波导器件和集成模块

　　SiO2基的AWG除了进一步改善其串话、偏振和温度特性外，超窄间隙(如小于1GHz)和超密集(如1080通道和25GHz)的AWG有了新的突破。值得注意的是多功能集成的平面光路(PLC)如：AWG+VOA、AWG和光波导开关构成的OADM以及有源和无源光波导器件的混合集成PLC模块如AWG+光放大、光发送器、光接收器和光监控器等都有新的进展。

　　图3表示一个25GHz通道间隙、能覆盖S、C和L波段、具有1080通道的低损耗AWG波分复用器，它由一个2.5THz高斯通带的AWG为一级滤波器和十个25GHz通道间隙的1×200AWG二级滤波器串接级联而成。图4为该器件的传输波谱。