光无源元件发展趋势

我国光无源器件的技术进展和发展趋势

2009-4-7 16:19:59 讯石光通讯咨询网作者：iccsz

我国光纤无源器件虽然至今只有20多年的历史，但在技术上取得了长足的进步。从科研到小批量生产再到形成产业群，基本满足了我国各时期电信网、有线电视网和宽带网对光无源器件的需求。

我国光纤无源器件虽然至今只有20多年的历史，但在技术上取得了长足的进步。从科研到小批量生产再到形成产业群，基本满足了我国各时期电信网、有线电视网和宽带网对光无源器件的需求。目前我国光纤连接器、光纤耦合器和二波长复用器的制造技术和一般性能已与国际先进水平相当。与此同时，由于相关技术基础较为薄弱，科技投入较少，所以在密集波分复用器方面只有薄膜滤波型产品，大端口数矩阵光开关还属空白，有待进一步开发。

一光连接器

1. 技术进展

我国单芯光纤连接器的制造技术、产品型号与发达国家是一致的，都由陶瓷套管和外围零件组装而成。主流产品的型号是套管直径为2.5mm的FC型、SC型和ST型，近年来已有一些单位能生产套管直径为1.25mm的LC型和MU型，所用的设备基本上都是进口的，所以产品的技术性能也与国际先进水平相当。插入损耗一般都小于0.2dB，典型值为0.1dB;

回波损耗根据插头端面的形状，PC型(球面曲率半径为15~25mm)≥40dB，UPC型(球面曲率半径为10~15mm)≥50dB，APC型(端面有角度，一般为8°)≥60dB。所以国内光通信工程所用的绝大部分连接器都是国产的，还有相当一部分出口。

我国已经完全掌握光纤连接器的关键零件—插头的陶瓷套管和插座的陶瓷套筒的精密加工技术，生产量已占全球需求量的20%左右，有大量的产品出口。美中不足的是陶瓷毛坯基本上还要进口。虽然已有一些企业在引进这项技术，但要真正能大量提供产品，还有待时日。

关于连接器的外围零件，除SC型的个别精密塑料模注成形的零件外，我国都能生产。

对于同是检验合格的连接器来说，在外观上已分不清进口零件和国产零件。差异主要反映在批量的合格率和互换性上，一般进口的合格率高，互换性好; 国产的合格率稍差，有时互换性会有些问题。这主要是因为进口零件的加工精度更好些。

我国在整体式多芯光缆连接器方面也取得了较大进步。已研制成功GLK系列的近场型多、单模连接器，光纤芯数有2芯和4芯。多模的插入损耗均≤0.5dB; 2芯单模的插入损耗≤0.6dB; 4芯单模的插入损耗≤1dB。抗拉强度≥1000N。采用塑料模注成型的卡扣式连接机械结构，便于制造和使用。此外还有各种光电复合缆的密封连接器，如2光2电、3光2电、3光4电等，其光学性能与光缆连接器相同，其电气性能与电连接器相同，目前这些产品主要应用在军事装备上。

2. 发展趋势

根据发达国家光连接器的发展趋势，在现有的套管直径为2.5mm的FC型、SC型和ST 型连接器继续增加的同时，套管直径为1.25mm的LC型和MU型连接器将会以较快的速度发展，此外MT-RJ、MTP、MPO、MAC等带状光纤连接器也会逐步发展起来。将来套管直径

为2.5mm的连接器、套管直径为1.25mm的连接器和带状光纤连接器可能形成三分天下的格局。

连接器用套管材料的发展趋势是许多人关心的话题。由于陶瓷材料在温度特性和机械特性方面的优点，十多年来一直是连接器套管的主导材料，但它价格较贵，所以其它材料如金属、塑料和玻璃的试验一直未停止过，总想取而代之。随着大批量的生产，陶瓷套管的价格逐渐下降，所以陶瓷材料一直占有统治地位。近来日本在金属材料套管的制造技术上有所突破，采用电铸的方法，可以廉价地生产各种形状和规格的套管，并在我国寻找合作伙伴，这对陶瓷材料是有力的挑战。

将来的发展趋势还是要看这两种材料的竞争情况。通过改进大批量生产中的技术和管理，陶瓷套管的价格已经降到很低的水平，以至目前光连接器的价格只有30元左右。今后随着人们收入水平的提高，即使光纤到户，估计这样的价格老百姓也是能够承受的。问题是在这样的情况下，金属套管如何竞争？如果以与陶瓷套管相同或较低的价格竞争，人们由于习惯以及十多年来的经验，一般不会采用金属套管; 如果以低于成本价进行以占领市场为目的“不正当竞争”，能争取到多少用户，并在以后再提高价格来收回初期投入，也有很大风险。

二光耦合器

1. 技术进展

我国光纤耦合器的制造技术、生产的产品与发达国家是一致的，都采用熔融拉锥设备制成熔融双锥体，然后进行一次和二次封装，所以其基本的光学性能也与国际先进水平相当。2×2或1×2耦合器的附加损耗一般≤0.2dB，隔离度≥ 55dB，分光比可以从1∶99到50∶50。其带宽性能分别有标准型(±20nm)、宽带型(±40nm)和波长平坦型

(1310~1550nm)。国内所需的这些耦合器及其级连的树型耦合器、星型耦合器绝大部分都是采用国产的。

我国在熔融拉锥设备的制造技术方面也有很大提高。过去国产设备在工艺过程控制和产品质量的稳定性方面与进口设备的差距较大，经过有关专业公司的努力，现在这种差距已经逐步缩小，因此国产设备的市场份额有了明显的提高。

我国在研制特种光纤耦合器方面也有很大进步。例如2×2保偏光纤耦合器，其消光比可达25 dB，接近国际水平，但附加损耗为0.5 dB，略差于国外。这些耦合器已应用于光纤陀螺、光纤水听器的研制。

2. 发展趋势

首先是继续提高耦合器的带宽性能。随着城域网、局域网以及接入网的不断发展，需要全波段工作的器件是必然趋势。对耦合器而言，工作波长需要从波长平坦型

(1310~1550nm)发展到全波型(1260nm~1650nm)。

光纤耦合器技术的另一个重要发展趋势是提高产品的机械和环境性能。我国有些企业希望将生产的光纤耦合器以OEM方式销往国外，即以外国公司的牌子进行销售。但不管采用国产的还是进口的设备，产品往往很难通过国外较严格标准(如Telcordia标准)的机械