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新型水晶光通信濾波器,用原子擴(kuò)散接合技術(shù)制成

發(fā)布時(shí)間:2012-12-21 責(zé)任編輯:easonxu

【導(dǎo)讀】京瓷開發(fā)出光通信濾波器,由于溫度特性穩(wěn)定,因此無需利用珀?duì)柼葋碚{(diào)節(jié)溫度。能使波長可變激光模塊的尺寸縮小至收放到僅為原來1/3左右的封裝中的程度。


KYOCERA Crystal Device公司開發(fā)出了應(yīng)用原子擴(kuò)散接合技術(shù)的水晶元件,并將從2013年1月開始樣品供貨。據(jù)稱,通過在大容量光通信系統(tǒng)用濾波器上使用該元件,可使模塊及設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化。

該公司開發(fā)的是在WDM傳輸系統(tǒng)的波長可變激光模塊上使用的“標(biāo)準(zhǔn)濾波器”元件。這是為檢測激光光源的振蕩波長是否穩(wěn)定而安裝在激光模塊內(nèi)部的濾波器元件。原來的標(biāo)準(zhǔn)濾波器在溫度發(fā)生變化時(shí),光的透射率也會(huì)變化,因而無法準(zhǔn)確監(jiān)測波長變動(dòng)。所以在模塊內(nèi)安裝使用時(shí),為使溫度保持一定,需要用珀?duì)柼碚{(diào)節(jié)溫度,因此,激光模塊的封裝面積及功耗上存在課題。

KYOCERA Crystal Device稱,此次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)濾波器由于溫度特性穩(wěn)定,因此無需利用珀?duì)柼葋碚{(diào)節(jié)溫度。該公司將這種情況稱為“免溫度特性”。該公司以往產(chǎn)品波長隨溫度而變化的特性為5.4pm/℃,而此次的產(chǎn)品大幅降低至±0.15pm/℃。“使用新產(chǎn)品,能夠使波長可變激光模塊的尺寸縮小至可收放到僅為原來1/3左右的封裝中的程度”。

 圖1:溫度特性自由的標(biāo)準(zhǔn)具濾波器
圖1:溫度特性自由的標(biāo)準(zhǔn)具濾波器

圖2:波長可變激光模塊原來的構(gòu)造與新開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)濾波器的構(gòu)造
圖2:波長可變激光模塊原來的構(gòu)造與新開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)濾波器的構(gòu)造

圖3:新開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)濾波器在溫度變化時(shí)波長透射特性也幾乎未見變化
圖3:新開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)濾波器在溫度變化時(shí)波長透射特性也幾乎未見變化

溫度特性得以大幅提高的原因之一,在于應(yīng)用了原子擴(kuò)散接合的設(shè)計(jì):將溫度變化時(shí)波長特性發(fā)生正偏移的“正溫度特性”的水晶,與發(fā)生負(fù)偏移的“負(fù)溫度特性”的結(jié)晶材料以原子擴(kuò)散接合技術(shù)接合起來。雖然以往有將“正溫度特性”和“負(fù)溫度特性”的結(jié)晶結(jié)合來實(shí)現(xiàn)無需溫度調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)濾波器的概念,但因在接合技術(shù)上存在課題,一直未能實(shí)用化。而此次利用原子擴(kuò)散接合技術(shù),在不影響特性的情況下,實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度的接合。接合強(qiáng)度比原來的“光接觸”技術(shù)高5倍以上。

另外,至于實(shí)現(xiàn)免溫度特性的其他方法,雖還有稱為“氣隙型”的技術(shù),但其存在會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)濾波器的尺寸變大的課題。

原子擴(kuò)散接合是不使用有機(jī)類粘合劑即可粘合的技術(shù),以日本東北大學(xué)教授島津武仁的研究成果為基礎(chǔ)。京瓷與日本東北大學(xué)共同對(duì)原子擴(kuò)散接合技術(shù)展開研究,曾于2010年5月發(fā)表過應(yīng)用于水晶器件制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

據(jù)KYOCERA Crystal Device Corporation稱,此次是首次將原子擴(kuò)散接合技術(shù)實(shí)際應(yīng)用于水晶元件。今后該公司還打算將接合技術(shù)應(yīng)用于其他水晶元件。
 

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