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欧宝下注:光器材的工业概略和展开思路

发布时间:2021-08-31 03:17:44 来源:欧宝棋牌下载 作者:欧宝怎么注册账号

  光有源器材是光通讯体系中将电信号转化成光信号或将光信号转化成电信号的要害器材,是光传输体系的心脏。将电信号转化成光信号的器材称为光源,首要有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。将光信号转化成电信号的器材称为光检测器,首要有光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。近年来,光纤放大器成为光有源器材的新秀,其时很多使用的是掺铒光纤放大器(EDFA),正在研讨并很有使用远景的是拉曼光放大器。

  我国展开光有源器材的研讨是从20世纪70年代开端的。其时西方国家依据所谓“巴统”规则,对我国进行高新技能的封闭和禁运,光有源器材亦在其间。所以中科院半导体所、武汉邮科院、电子部第44所、电子部第13所等单位,发扬“自给自足”的精力,研发了波长为850nm的所谓短波长光器材,如选用 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。尽管现在来看这些器材的功用较差,但也满意了我国光通讯起步阶段的需求。

  尔后,这些单位又开发了波长为1310nm和1550nm的所谓长波长器材,如选用InGaAsP/In材料隐埋双质结构的半导体激光器、选用InGaAs /In材料的PIN检测器等。这些芯片本身的功用有了很大进步,但在研发初期,芯片与光纤之间选用环氧树脂进行粘结,所以器材的气密功用差、粘结强度小、光纤易移位,因此整个器材的功用和可靠性较差。后来选用全金属化的耦合封装工艺,器材的可靠性和寿数大大进步,满意了其韶光通讯日益展开的需求。

  1993年之前,我国光通讯所需的光有源器材,基本上都是由国内出产商供给的,致使西方国家认识到在有源器材等方面再用“巴统”向我国进行技能封闭和禁运,反而失掉我国的大商场,是因小失大的,所以只得宣告“巴统”闭幕,国外的光有源器材开端很多涌入我国商场。

  跟着光通讯技能的迅速展开,对光有源器材的技能要求愈来愈高。尽管我国有关单位做出很大尽力,盯梢世界潮流,取得了量子阱半导体材料与器材技能的打破,散布反应(DFB)半导体激光器等先进器材的实验室水平也有很大进步,但由于投入的人力和物力远远缺乏,与国外先进水平的距离日显杰出。

  依据对部分厂商的查询,1998—2000年我国光有源器材的出产出售情况如表1所示。由表可见,2000年这些厂商的光有源器材的出售量为64.9万只(其间出口约19.3万只,国内出售为45.6万只),出售总额为4.7亿元,较1999年添加了94.2%。

  关于2001年全国光有源器材的商场情况,有不同的估量。有的认为是11亿元人民币,其间光收发(光源—检测)一体模块的商场份额为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,其间光收发一体模块的商场份额为36%、DWDM用激光器为36%、泵浦激光器为14%、光放大器为14%。估量往后数年光有源器材将以40—50%的速度添加,其间2002年的商场出售额将比2001年添加70%以上。

  光无源器材是光通讯体系中需求耗费必定的能量、具有必定功用而没有光—电或电—光转化的器材,包含光纤衔接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等,是光传输体系的关节。光衔接器是光无源器材中使用最广、数量最多的器材,耦合器和波分复用器次之,其它器材使用量较少。跟着光通讯技能的展开,密布波分复用器、大端口数矩阵光开关的需求将会逐渐添加。

  我国展开光无源器材的研讨是从20世纪70年代后期,跟着光纤技能的呈现而开端的。其韶光纤的衔接是光纤通讯有必要处理的六大问题之一,此外还要处理分路、开关以及波长复用等问题。所以电子部第23所、武汉邮科院固体器材所和电子部第34所等单位“自食其力”,致力于全光纤结构和分立元件组合型(微光器材)的研讨,开发了光纤调中型的多模光纤衔接器、拼接型和熔融拉锥型的光耦合器和机械式光开关等产品,满意了其时短波长和长波长多模光纤通讯研讨的需求。

  尔后,光通讯进入单模长波长阶段并开端很多使用,对光无源器材不只技能上的要求更高,并且在数量上也日积月累,迫切要求工业化。在光衔接器方面首要引进了光学定中切削加工的APT(插针直径为1.78mm)衔接器出产线,满意了国内单模光通讯展开初期的需求。尔后跟着陶瓷套管大批量出产技能的成功,光衔接器的质量有了进一步的进步,并且易于安装,所以呈现很多拼装散件出产衔接器的公司。在光纤耦合器方面,引进了由微机操控的熔融拉锥设备,使耦合器的出产变得非常简略;更为可喜的是,经过理论研讨和实践探究,同一台设备上能够出产出各种宽带耦合器和二波长的波分复用器,产品功用优秀,所以形成了光耦合器的工业。其时我国光通讯体系中所用的光衔接器和光耦合器绝大部分都是国产的。

  现在初看起来光无源器材的工业好像比光有源器材展开快,可是在这光辉的背面,还存在一些问题。如光纤衔接器用陶瓷套管的毛坯还需求进口,光纤衔接器技能的自主知识产权简直为零。到了世纪之交,跟着光纤接入网、密布波分复用体系和全光通讯网的展开,现有的能进行大批量出产的光无源器材已不能彻底满意需求。例如,高光纤密度的配线架要求小型化光纤衔接器,熔融拉锥设备无法出产密布型波分复用器,不能用传统的光开关级连成大端口数的矩阵光开关等。这些问题迫使人们不能停留在低端产品的出产和竞赛上,有必要研发高端的光无源器材产品,以满意光纤通讯展开的需求。

  针对这些问题,一些单位经过尽力,现在已有一些效果。如引进了小型光衔接器的拼装夹具,选用微光器材的结构研发了能够复用几路和十几路的密布波分复用器。但要处理几十路以上的波分复用和大端口数的矩阵光开关问题,只能选用光子集成器材。从现有光无源器材出产单位的出产条件来看,这方面与国外的距离很大。

  现在我国光无源器材中商场规模最大的产品是单芯光纤衔接器。跟着光通讯使用的不断扩大,特别是本地通讯网络的逐渐光纤化,近年来我国光纤衔接器的总需求量不断扩大,前几年的均匀复合年添加率在30%以上。依据对部分厂商的查询,1998—2000年我国光衔接器的出产出售情况如表2所示。由表可见,1999年由于我国电信的分化式重组,产值和出售量有所下降。但2000年这些厂商的光衔接器的出售量为233.9万套(其间出口约115.5万套,国内出售为118.4万套),出售总额为2.6亿元,较1999年添加了143%。

  依据国外商场的计算规则,光纤耦合器的商场约为光衔接器商场的1/4,二波长复用器的商场与光耦合器大体相同。关于密布波分复用器,估量我国近年的年需求量为数千套。现在光开关的商场不大,年需求量约几百套,但跟着全光通讯网的展开,对大端口数的矩阵光开发的需求将会添加。

  由上可见,我国光器材的展开起步不晚,成果不少;但现在出资缺乏,问题不少。笔者就怎么加速我国光器材的展开,提出几点定见,供有关人士参阅。

  由于体系方面的原因,我国有关大专院校、研讨单位和企业的科研经费来源于各体系的各级科研经费。鉴于科研经费原本就缺乏,主管部门常以“赞助”的名义 “撒胡椒面”,以照料有关单位。尽管各单位的同一项目能够从不同的口儿争取到一些经费,但不得不以一部分经费用于进步科研人员的待遇,以稳定人心。余下的少数经费只能用于搜集材料,做几个样品,写几篇论文,“敷衍”各“合同”的检验要求。久而久之,在科研上很难深化,难以霸占要害技能,更谈不上批量出产和工业化的问题。

  主张改动出资方法,经费相对会集,不能搞“遍地开花”。各单位要有所为有所不为,这样能够加大项目的出资强度,有利立异,使科研向纵深展开。

  要把握光器材的核心技能,开发高端产品,需求很多资金。依据国外的经历,科研、小批量出产和大批量出产的资金投入的份额是1:10:100。从现在现有的光器材企业的运营情况看,要靠它们的本身堆集来展开,是极为困难的,这是由于低端产品的竞赛适当剧烈,出售赢利现已降到很低;这些企业又比较小,堆集资金适当困难。而工业化的资金投入(含风险出资)首要应由企业担任,这就使现有光器材企业无法展开高端产品的工业化作业。

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