詳細介紹 目前光纖到戶（FTTH）網絡技術已不存在問題，但能否在我國迅速發展和普及，除了政策面外，zui重要的也是zui為關鍵的一點就是降低網絡各環節的成本。PLC光分路器是FTTx網絡中的核心器件之一，低成本是其重要的技術發展目標。從技術、成本及上述表中給出的光波導材料特性可以看出，二氧化硅、聚合物及玻璃是zui為適合制作PLC芯片。下列簡單介紹了三種成本zui低，zui容易產業化實現的PLC芯片技術：
（1）聚合物（旋涂—刻蝕）
聚合物波導以硅片為稱底，以不同摻雜濃度的Polymer材料為芯層，波導結構為掩埋矩形。聚合物波導及器件制作工藝簡單，價廉，如果是光敏更好，制作成本較低（理論值），很有發展前景。問題存在氟化材料成本高;老化疑慮、損耗會相對略高;產品的穩定性上還需考慮其影響。目前僅上海NITTA公司有此芯片作的光分路器產品。
（2）二氧化硅
二氧化硅波導以硅片為稱底，以不同摻雜的SiO2材料為芯層和包層，波導結構為掩埋矩形。硅基二氧化硅光波技術是20世紀90年代發展起來的新技術，國外已比較成熟。其制造工藝有火焰水解法（FHD）、化學氣相淀積法（PECVD,日本NEC公司開發）、等離子CVD法（美國Lucent公司開發）、多孔硅氧化法和熔膠-凝膠（Sol-gel）等。這種波導和損耗很小，約為0.05dB/cm以下。國外利用這種波導已研制出60路、132路的AWG。目前采用較多的是火焰水解法（FHD）、化學氣相沉積法（PECVD）進行多層二氧化硅材料的生長，利用干法刻蝕技術完成波導刻蝕。其優勢是具有非常好的物理和化學穩定性技術，器件集成度高，成本低。同時與光纖之間有著很好的兼容性，傳輸損耗低，工藝成熟（主要依賴于設備的進口），產品穩定可靠，理論上還可以制作AWG等其他PLC器件。此工藝技術目前是芯片產品的制造主流技術，上比較普遍采用。問題存在設備投入高，而且維護成本高，原材料要求高（全部采用進口材料）;國內僅有幾家科研院所及大學實驗設備在線和武漢光迅科技二氧化硅PLC工藝線，還沒有可用于產業化規模生產設備。此技術及制造基本上被韓國、日本等國外廠商壟斷。
（3）玻璃基（離子交換）
玻璃波導是通過在玻璃材料上擴散Ag離子形成波導，波導結構為擴散型。 優勢是工藝較簡單，設備也比較簡單，總投入不大，產品較穩定可靠。玻璃光波導的制作工藝流程分為五步： 1） 在玻璃基片上濺射一層鋁，作為離子交換時的掩模層;2） 進行光刻，將需要的波導圖形用光刻膠保護起來; 3） 采用化學腐蝕，將波導上部的鋁膜去掉;4） 將做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+離子的混合溶液中，在適當的溫度下進行離子交換，Ag+離子提升折射率，得到溝道型光波導; 5）對溝道型光波導施以電場，將Ag+離子驅向玻璃基片深處，得到掩埋型玻璃光波導。該技術的主要問題：① 是否會成為未來主流技術，目前一部分專家存在疑慮?② 因為沒有大規模形成商用化和產業化生產，對產品的實際工藝穩定性還需驗證。
上述技術工藝目前上僅法國Teemphotonics公司以及以色列Colorchip公司生產，據說：原E-TeK公司有此技術，但具體詳情不知，無法考證。國內浙江大學信電系*華教授的課題組，早在幾年前就開始與通信企業合作研發基于玻璃離子交換光波導的分路器，取得了一定的成果。他們的優勢是關鍵技術*成熟，所有的原材料無需進口，國內完滿足，并且研制出了性能指標達到國外同類產品水平的光分路器，而且知識產權方面全部是自己的。目前商用及產業化技術還沒有*過關，還要進行中間試驗，且進一步完善各項技術參數。因此，國內從產業化的情況來看，PLC芯片制造技術與國外有著相當大的差距，技術實用化、產業化進程還需一段漫長路要走。
3.2 PLC光纖陣列技術
PLC分光器的輸出端采用陣列光纖帶（ribbon）與PLC中每條輸出光波導相互耦合。光纖帶中每根光纖利用V-型槽定位，以保證全部光波導能與光纖帶一次自動對準。V-型槽基板可由單晶硅片通過選擇性濕法刻蝕工藝造成，也可以用石英玻璃板經精密機械加工制造。
由于光纖陣列（Fiber Array）采用V型槽制作，利用特殊的粘合工藝實現的光纖定位和高可靠性，以滿足不同的需求。熱膨脹系數匹配的封裝設計保證了光纖陣列板無應力、高可靠性和高溫下無光纖移位。所以，高精度的V型槽和高可靠性的UV膠水是制作光纖陣列中的關鍵技術。
光纖陣列產品的基體材料有石英玻璃、耐熱玻璃可選，但一般采用石英玻璃板經精密機械加工制作，從可靠性的角度來說采用石英玻璃的較好，且研磨的時候也不容易裂。端面拋光角度亦可根據客戶的要求訂制，如：90度、98度、82度等，帶纖排列的顏色和長度也可以根據客戶需要進行定制。
由于光纖陣列屬于勞動密集型產品，國外許多制造商均將生產環節向中國轉移生產，目前國內能夠自行研發生產的企業有博創科技、富創光電、奧康光通器件、東莞東源及浙江同星等，國外主要為日本Hataken和AIDI公司。在技術研發和自主創新方面國內光纖陣列技術發展也有所突破，如：高精度的U型槽，采用自主知識產權的刻蝕制造工藝，這種技術一但突破并進入實用化，將大幅度降低光纖陣列的成本。還有方形毛細管陣列，在AWG及單通道陣列中具有很好的特性。
高可靠性的UV膠水是制作光纖陣列中另一項關鍵技術。光分路器制作工藝對光纖陣列具有很高的要求，除了要求V型槽具有高精度外，還要求UV膠水應具有耐高溫高濕和足夠的硬度等特性。目前日本NTT-AT公司開發生產的系列復合產品，在技術上*，國內在此項技術上還是空白。
3.3 PLC耦合及封裝技術
PLC光分路器技術除了芯片和光纖陣列外，另一項關鍵技術就是芯片與光纖間的耦合和封裝，他涉及到光纖陣列與光波導的六維緊密對準。
PLC分路器的封裝是指將平面波導分路器上的各個導光通路（即波導通路）與光纖陣列中的光纖一一對準，然后用特定的膠（如環氧膠）將其粘合在一起的技術。其中PLC分路器與光纖陣列的對準度是該項技術的關鍵，封裝過程包括耦合對準和粘接等操作。
PLC分路器芯片與光纖陣列的耦合對準有手工和自動兩種，它們依賴的硬件主要有六維精密微調架、光源、功率計、顯微觀測系統等，而zui常用的是自動對準，它是通過光功率反饋形成閉環控制，因而對接精度和對接的耦合效率高。目前國外較的耦合對準設備供應商主要有：日本駿河精機（Suruga）、日本久下精機（Kuge）、美國Newport等;國內也有開發，但六維精度無法達到耦合的要求。
PLC基于平面技術的集成光學器件。與傳統的分立式器件不同他采用的是半導體工藝制作，能夠把不同功用的光學元件集成到一塊芯片上，是實現光電器件集成化、規模化、小型化的基礎工藝技術。與熔融拉錐技術相比，平面波導技術具有性能穩定、成本低廉、適于規模化生產等顯著特點。所以，今后在光纖到戶系統中將不再使用光纖融熔拉錐光功分器件，而平面波導為高性能、低成本接入網用光器件的生產提供了一條有效的途徑。
3.1 PLC芯片技術
PLC芯片一般在六種材料上制作，它們分別是：鈮酸鋰（LiNbO3），波導是通過在鈮酸鋰晶體上擴散Ti離子形 成波導，波導結構為擴散型;Ⅲ-Ⅴ族半導體化合物，波導以InP為稱底和下包層，以InGaAsP為芯層，以InP或者InP/空氣為上包層，波導結構為掩埋脊形或者脊形; SOI（Silicon-on-Insulator, 絕緣體上硅），波導是在SOI基片上制作，稱底、下包層、芯層和上包層材料分別為Si、SiO2、Si和空氣，波導結構為脊形以及聚合物（Polymer）、二氧化硅（SiO2）、玻璃離子交換等。
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：楊杰輝 市場部
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主要關鍵詞：視頻光端機,光纖收發器,PLC光纖分路器,光纜,光纖適配器
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