综观国外报道的资料,目前光无源器件似有以下几个技术发展动向。
1、改进结构设计,完善制造工艺,及时满足应用要求面对光纤技术向长波长、大带宽、高数据速率方向的发展,光纤连接器出现的技术发展趋势是:
(1)提高抗反射性能。采取的措施是:a、在对接的光纤端面涂覆防反射膜或在端面间隙中填充折射率匹配液;b、将光纤端面按一定倾角抛光,使后向反射光偏离;c、采用PC(物理接触)型光纤连接器,降低菲涅耳反射。自1985年以来,国外相继出现了CP型、超级CP型和特级CP型,从而使光纤连接器的回波损耗增加到一45一一60dB,个别甚至高达一115dB。
(2)简化端接结构和工艺,缩短安装时间。主要措施是:a、采用紫外线固化粘结剂;b、插针套管预装固体热熔粘结剂;c、采用无需粘结剂的各种结构;d、开发体积小便于使用的连接器端接结构。
(3)加强套管材料的应用研究。目前,国外采用的主要套管材料有5类:氧化铝陶瓷、氧化错陶瓷、金属合金、塑料、液晶聚合物。据统计,目前国外采用陶瓷套管的产品约有130个,其中约有30个使用氧化错陶瓷。
(4)改进端面抛光工艺。目前有平面抛光和CP抛光两大类。平面抛光的光纤端面与光纤轴垂直,表面平整,无倾斜,适合于CF型等产品。CP型抛光的端面呈球形凸面,球的顶点为纤芯的中心,此法可减少插入损耗、增大回波损耗,它将成为今后主要的抛光工艺。
(5)加速开发塑料光纤连接器,适应未来光纤用户环路的发展。近些年来,国外采用电化学模塑法、转移模塑法和闭环高精密注塑工艺等制造高精度套管,并采用CP抛光,故目前己使塑料光纤连接器的插入损耗下降到0113dB左右,其典型例子是发展极其迅速的SC型连接器和带状光缆连接器。光纤祸合器的技术发展动向主要是致力于熔融拉锥祸合器的研究,其中包括祸合理论的研究;熔融拉锥最佳工艺技术的研究;机械和环境试验技术的研究;耐环境封装技术的研究等等。特别在改进封装技术方面,采取了很多措施,例如,光缆保持采用抗拉结构;光缆引出设法消除应力;采用玻璃焊料粘结拉锥区与玻璃基体,减少环氧树脂用量;采用多包层制造熔融拉锥祸合器;采用新型封装材料等等。此外,为了适应未来相干光通信技术、光纤传感器技术的需要,国外的保偏光纤耦合器和平面祸合器的发展也极其迅速。
光波分复用器/解复用器的发展重点,也侧重于熔融拉锥技术,而且与光祸合器大致相同。但是,衍射光栅型、干涉膜型、微光器件型和平面型等波分复用器的研究和开发也广泛进行。目前,在国外应用的光开关中,较普及的仍是机械式光开关,其结构除了移动光纤、棱镜、自聚焦棒透镜等以外,日本又开发成驱动套管等结构,使性能有所改进。为了满足光纤技术发展的需要,制造厂商还开发了多种矩阵式光开关、旁路光开关和保持型机械式光开关。目前,国外已有电光开关产品,但磁光开关、热光开关、声光开关仍处于研究和试验阶段,实用性较差。近几年,平面光开关的开发较为迅速,以长远看,它是产品的重要发展方向。此外,国外目前正在开发全光驱动光开关。国外光隔离器主要有分立元件型、光纤型、波导型三类。其中,分立元件型技术较成熟,但组装复杂,成本较高,今后将向组装自动化、系列化发展,以降低成本。光纤型结构的最大特点是可以实现光纤化,最近已有在系统中应用的实例,但性能指标不甚理想,且加工精度要求高,所以成本也较高。波导型结构利于集成,但因缺乏低损耗、高可靠的光波导和光纤连接技术,所以尚无在系统中应用的实例。随着光纤通信技术向高性能小型化方向的发展,光隔离器也必须朝着提高性能、小型、集成、降低成本的方向努力。未来的光隔离器可能是与激光器集成的小型化器件。例如,美国OpticforResearch公司正在研究平面波导型光隔离器。这种光隔离器的光在薄膜表面传播而不呈正交传播。薄膜的厚度仅为10~20p。,在这种新型光隔离器中,起偏器、检偏器、法拉第薄膜和磁铁都是以沉积层形式集成在一起的。
2、积极开发光无源器件新品,适应光纤技术发展和市场需求
国外为使光无源器件与光纤技术同步发展,一些研究部门和厂商都能着眼未来,提前实施产品预研,因此光无源器件产品总能适应光纤技术发展和市场的需求。例如,为了满足局域网、城域网等许多专用网以及用户环路对高性能、快速安装、使用方便和低成本光纤连接器的需求,ST型、SC型、CE型和FDDI型等各种多模和单模产品相继出现,并迅速形成规模生产;为了适应光纤CAVT网对光纤连接器后向反射的高要求,又研制了倾角抛光的各种抗反射(大于6OdB)连接器FC/ACP、SC/ACP;与此相应,多模、单模星形耦合器、树形耦合器、宽带耦合器等系列产品不断投入市场:随着长距离通信的需要,光纤放大器配套所需的光分路器、光波分复用器、光隔离器和光开关等也应运而生;为了适应军用光纤技术的迅速发展,野战、机载、舰载、水密、旋转等许多光纤连接器都能付诸实用;为了满足相干光通信、光纤陀螺和光纤水听器的需要,各种保偏光纤连接器、保偏祸合器、保偏波分复用器均可及时应用。此外,为了适应未来光纤系统小体积、轻重量、高性能、高可靠的要求,国外还不惜人力、财力、物力,研制、开发和生产各种平面型器件和多功能的组合式器件。例如,平面光藕合器、平面光开关、平面光波分复用器、光源连接器组件、衰减器连接器组件、滤光器光纤连接器组件、滤光器波分复用器组件,以及波分复用器光隔离器保偏波分复用器的单片集成器件等。
