基于平面光波導技術的高速混合集成器件課件

高速DWDM通信技術研究基于平面光波導技術的高速混合集成器件馬衛(wèi)東博士武漢郵電科學研究院·武漢光迅科技股份有限公司高速DWDM通信技術研究馬衛(wèi)東博士光迅科技-Aceelink.Ltd國內第一家上市的光電子器件企業(yè)全球排名第6的光電子器件企業(yè)提供從芯片，器件，模塊到子系統的用于光通信的解決方案全球光器件市場份額(OVUM:2013.10)光迅科技-Aceelink.Ltd國內第一家上市的光電子器件市場概況光集成發(fā)展的驅動力PLC及其在光集成中的作用高速系統中的光集成光迅科技在光集成器件上的發(fā)展總結提綱市場概況提綱提綱市場概況光集成發(fā)展的驅動力PLC及其在光集成中的作用高速系統中的光集成光迅科技在光集成器件上的發(fā)展總結提綱市場概況MarketOverview100G光收發(fā)器市場分析Source:OVUMOvum的調查，從2013年，100G的光模塊年增長率將保持62%以上MarketOverview100G光收發(fā)器市場分析Sou市場概況光集成發(fā)展的驅動力PLC及其在光集成中的作用高速系統中的光集成光迅科技在光集成器件上的發(fā)展總結提綱市場概況提綱FutureOpto-electronicComponents：SmallerSizeTRx集成相干接收機（ICR）窄線寬激光器（ITLA）FutureOpto-electronicComponeFutureOpto-electronicComponents:LowerCost100G產量不斷提升100Gisnowcost-effectivecomparedwith10G…ThemajorityofBOMcomesfromOpto-Electronicfrontends…FutureOpto-electronicComponeFutureOpto-electronicComponents:LowerPowerThemajorityofpowerconsumptioncomesfromASICs…FutureOpto-electronicCompone平臺

硅基二氧化硅（Planar

Lightwave

Circuit）InP基光子器件

硅基光子器件方式

混合集成/單片集成，選擇合理的集成度實現低成本，高產量PhotonicIntegrationforTelecomandDatacom平臺PhotonicIntegrationforTelThreematerialtechnologiesforphotonicsdevice成本低，批量化應用可靠性好和光纖容易耦合通過混合集成，容易實現高

性能器件易實現光電芯片單片集成能夠實現發(fā)射到接收，所有芯片集成和CMOS工藝兼容可以實現光電單片集成NTT,Furukawa,Neo,kaiam,Accelink,Enablence,JDSUInfinera,Oclaro,OnechipIntel,IBM,Luxtera,Kotura,Teraxion波導耦合損耗大，應用受限不能做激光器，需要和InP激光器混合

集成實現發(fā)光成本高PLC技術成熟，成本較低，

在光通信器件中廣泛使用Threematerialtechnologiesfo市場概況光集成發(fā)展的驅動力PLC及其在光集成中的作用高速系統中的光集成光迅科技在光集成器件上的成果總結提綱市場概況提綱WhatisPLC？SomeproductsareCheaper

Planarlightwavecircuit(PLC):指通過半導體工藝制作的波導器件MorestablethanfiberwaveguideSmallsizeinlargenumberchannelscomponentsPLC工藝流程：熱氧化下包層PECVD芯層光刻波導刻蝕波導PECVD上包層WhatisPLC？SomeproductsareWhyisPLC？非常成熟的工藝，可靠高效的性能，較低的價格可以作為優(yōu)異的集成平臺，搭載其余的光子芯片持續(xù)不斷提高的折射率差為PLC芯片小型化提供了可能與光纖高效的耦合效率持續(xù)不斷減小的PLC尺寸及成本WhyisPLC？非常成熟的工藝，可靠高效的性能，較低的PLC-basedHybridIntegration搭載平臺無源光互聯電極連接PLC在混合集成中的中心地位OEIC電極連接光互聯熱沉及物理平臺PLC-basedHybridIntegration搭載HybridIntegrationTechnologyMetalheater深硅刻蝕—更高的熱效率，更低的功耗45°反射鏡面優(yōu)化的端面耦合及flipchip能力超高折射率差—芯片小型化HybridIntegrationTechnologyM市場概況光集成發(fā)展的驅動力PLC及其在光集成中的作用高速系統中的光集成光迅科技在光集成器件上的發(fā)展總結提綱市場概況提綱PhotonicsIntegration@100GCoherentsystemMUXDP-QSFPornQAMmodulatorLaserDP-QSFPornQAMmodulatorLaserDP-QSFPornQAMmodulatorLaserInPPLCICTDMUXROADMVOA+PBS+90degHybirdmixersPDPLCTIAVOA+PBS+90degHybirdmixersPDTIAVOA+PBS+90degHybirdmixersPDTIAICRPLCInPPLCPhotonicsIntegration@100GCPhotonicsIntegration@100GShortlink10X10Gor4X25GArrayMUXDMUXTIADML,SOAorEMLarrayInPPLCPLCPDarrayInPDriverarray單片集成混合集成1~40kmSMFPhotonicsIntegration@100GSSilica-LiNbO3

HybridIntegration①100Gbit/sDP-QPSKModulator②400Gbit/s2SC-DP-16QAMModulator耦合損耗~0.4dB回波損耗>50dB符合Telcordia-468可靠性標準NTT，OFC/NFOFC2013，OW1G.1Silica實現低損耗無源傳輸：Y-Splitter、PBSLiNbO3電光調制特性優(yōu)異通過馬赫-曾德爾結構實現相位和幅度調制Silica-LiNbO3HybridIntegratiNTT-Y.Hibino,ECOC2010SymposiumPLCplatform-basedintegrationtechnologies:IntegratedphotonicsandelectricdevicesonPLCplatformPLCplatformNext-generationPLCPlatform-basedHybridIntegrationNTT-Y.Hibino,ECOC2010Symp提綱市場概況光集成發(fā)展的驅動力高速系統中的光集成光集成器件中的PLC光迅科技在光集成器件上的發(fā)展總結提綱市場概況Hybridized64chWDM-PONtranceiverIntegratePDontoPLCHybridized64chWDM-PONtrancePLCbaseddiplexerandtriplexerLaserPLCchipDeepTrenchAu/SnsolderAuleadWaveguidePLCbaseddiplexerandtriplexPLCbasedDQPSKdemodulatorDQPSKdemodulator特征:PLC技術偏振相關頻率偏移小快速響應時間功耗低應用：DPSK/DQPSK信號解調40-Gb/sDQPSK傳輸系統DQPSKchipPLCbasedDQPSKdemodulatorDQCoherentmixerchipCoherentmixermodule特征:純無源光器件高相位精度應用:

相干檢測DP-QPSK信號解調40G和100GDP-QPSK傳輸系統PLCbased90°CoherentMixer可實現±1°相位誤差CoherentmixerchipCoherentmi15mm8mmAccelink,2012,1.5%-GeO2-SiO2,ICRGen-25mm20mmAccelink,2011,0.75%-GeO2-SiO2,ICRGen-1Furukawa12mm12mm2.5%-GeO2-SiO2,集成PBSPLCbased90°CoherentMixerchip尺寸折射率差5.5%-Δ在100Gbit/s相干傳輸中，通過摻雜提高PLC波導相對折射率差可以滿足ICR-1、ICR-1.2，Micro-ICR低成本、小尺寸的要求4mm2mmFurukawa,OFC2014最小彎曲半徑300μm,Micro-ICR5.5%-ZrO2-SiO2，0.02dB/cm2.5%-Δ1.5%-Δ0.75%-Δ折射率差越大，波導可彎曲半徑越小，芯片尺寸越小15mm8mmAccelink,2012,1.5%-GeHybridintegratedproduct-Gen1ICR特征:集成偏振分束器平衡探測符合OIF標準蝶形封裝輸入光功率監(jiān)控支持32Gbps波特率應用:100Gbit/s相干光傳輸系統DP-QPSK相干探測400Gbit/s2SC-DP-16QAM相

干光傳輸系統PhaseAngle(deg)=90.4350EVM(%)=9.3591PhaseAngle(deg)=90.1343EVM(%)=10.1838Y-Pol星座圖X-I路眼圖X-Q路眼圖X-Pol星座圖Hybridintegratedproduct-Gen1Hybridintegratedproduct-Gen2ICRApplications:

骨干網、城域網相干光通信100G4x5”TransponderFeatures:集成VOA/MPD功能符合OIF-DPC-RX-01.2標準尺寸大?。?3×16×6.5mm相對Gen-1ICR，Gen-2尺寸減小50%Gen-1ICRGen-2ICRHybridintegratedproduct-Gen2PLCbasedproduct-VOAThermo-optictuningAttenuation,switching,changeofphaseThermallyinsulatingtrenches－HeatedwaveguidesareetchedfreeFeatures:尺寸小低功耗損耗、PDL小24通道VOA陣列芯片PLCbasedproduct-VOAThermo-opWavelengthSelectiveSwitchPLCROADMModuleVMUXWavelengthSelectiveSwitchPLCHybridized4×25GTOSA/ROSA4×25GROSAforCFP44×25GTOSAforCFP4混合集成4×25GCWDM芯片設計圖Hybridized4×25GTOSA/ROSA4×25PECVD光刻刻蝕濺射解理研磨Technologies&EquipmentsProcessChipMaskComixerAWGAHigh-techCompanywi