本文关键字:WDM光栅激光　　

集成技术的发展使网络中激光器和接收机受益匪浅。

不久前，接收机和发送机线卡上还包含带有无数尾纤的光器件。这些器件包括光隔离器、波长锁定器、调制器等。但是现在，这些分立的器件都逐渐被集成到收发机或转发器内部。最近，根据XENPAK“DWDM可插拔收发机”多源协定（MSA），可调光衰减器（VOA）也被集成到模块内部。集成的趋势在一些300针封装的转发器中也得到体现。在DWDM系统中，传送距离超过80km的下一代XFP收发器的制造也正在沿着集成的趋势向前发展。

在MEMS和平面光路中，甚至在更小的纳米液晶光芯片内，都已经实现了VOA的集成。这些几毫米大小的芯片是从带有纳米偏振器和沉积薄膜的层状玻璃晶圆中切割出来的。其中的有源部分是一个液晶层，它的厚度仅有头发的十分之一，所需的控制电压和电流都非常微弱。这类元件已经通过数十亿次的循环测试，即使是在恶劣的制造和工作环境下，都可以表现得很好。

最近在纳米光学元件方面，晶圆级集成技术的进步扩展了光芯片的功能。同时，液晶制造方法的突破以及由此带来的性能提升推动了它在当前和未来新领域中的应用。

动态调节器的基本原理是：改变加在元器件上的电场或磁场，从而改变元器件的特性。目前已经存在多种动态调节器，例如铌酸锂、硅、石榴石，以及MEMS。但是在特定应用领域，液晶的众多特性使之优于其它类型元器件。其中最重要的特性就是折射率的变化（Δn）。在现有液晶中，Δn甚至可以达到0.27。如果在晶圆衬底的内表面中加入氧化铟锡（ITO）层，并通过它在液晶向列单元上施加一定的电压，折射率就会发生改变。此时出现的特定的偏振旋转/阻滞、光器件之间有效通路的长度，以及折射率的变化都可以被用于产生所需要的物理效果。

对特定材料而言，Δn为0.2甚至稍低就足以制造性能优越的光学处理芯片。对于VOA而言，它意味着衰减水平大于40dB；对于可调滤波器而言，它意味着调节范围可以覆盖整个C波段。而液晶在工作环境温度为-5°－ 75°C、工作电压有效值小于5V的低电压条件下，就可以具备很宽的调节范围。液晶的另一大优点是它的分辨率非常高，确定性和可重复性很强。而且它对震动和冲击也不敏感。

近些年来，很多已经量产的光器件和模块中都使用了液晶调节器。但是其中一些器件仍然存在许多悬而未决的问题。这主要是由于所使用的组装方法和专业技术是依据不太严格的液晶显示器规范所造成的。制造时的高温要求、较小的器件尺寸以及随之而来的精度要求、极限温度和湿度条件下器件寿命的可重复性等，都限制了液晶调节器的应用。然而，最近技术上的突破解决了这些问题。

性能与需求

虽然在液晶器件生产过程中已经考虑到很多众所周知的问题，诸如严格的机械误差和超净的制造环境，但是用于电信的光模块还必须满足额外的要求，而在液晶显示器制造过程中这些要求无法得到满足。其中一个棘手的问题就是子部件焊接和密封过程中高达200°C以上的温度。对于液晶而言，这是一个很特别的问题。因为当温度高于100°C　时，液晶将变为液态。

因此，需要特殊的液晶芯片设计方案以保证当温度下降到典型工作温度时，液晶芯片的性能参数保持不变。最近的专利技术已经取得突破，可以在230°C下封装而不影响性能。这样，液晶光芯片就可以在任何蝶形封装生产线上生产。在测试温度为85°C、测试时间超过2,500小时情况下，液晶光芯片始终表现出稳定的光学特性。这就确保它能够通过严格的Telcordia高温储藏测试。

尺寸是将光学元件集成到越来越小的封装之内的另一大障碍。通常，在激光源封装中要求光芯片的外围尺寸为2-3mm，并在光通路方向上预留1mm，以确保子部件布局和耦合效率。原有的其它液晶器件要求偏振器衬底到液晶单元前、后表面都必须实现晶圆级对齐和键合。这是因为对于严格的光学应用而言，晶圆级偏振衬底不能满足消光的要求。因此，这些器件比应有尺寸大一倍，而且每个器件都需要耗费大量人力进行处理，器件成本很高，性能也不稳定。