混合光電子集成技術(shù)

混合集成的光電子集成回路中光子器件和電子器件根據(jù)各自器件的材料結(jié)構(gòu)和制作工藝的不同分別制作在不同的芯片上，通過(guò)焊接、封裝等技術(shù)固化組合在一起。混合集成的光電子集成回路具有器件優(yōu)化程度高，產(chǎn)品成品率高，可充分發(fā)揮光子器件和電子器件的性能，選擇功能器件靈活等優(yōu)點(diǎn)，集成后的OEIC體積小、功能多、性能大大提高，但是混合集成方式的集成度很低，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，而且價(jià)格較高，在一定程度上限制了技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。近年來(lái)，對(duì)于集成光路的研究，以美國(guó)、日本、歐洲為中心，在世界各地持續(xù)高漲。外延生長(zhǎng)和精細(xì)加工技術(shù)都取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，并以這些技術(shù)為支柱，基本確立了用各種材料制作光波導(dǎo)的方法，無(wú)源器件、有源器件制作中所出現(xiàn)的問(wèn)題也逐一得到解決。各種光學(xué)器件已經(jīng)達(dá)到了較高的性能指標(biāo)。但是，在分立光電子器件的混合集成上，還存在許多研究課題需要進(jìn)行深入研究。

在工藝上以薄膜技術(shù)為基礎(chǔ)的光電子技術(shù)，一直對(duì)所用的材料進(jìn)行著深入的研究。光波導(dǎo)研制方面，尋求低損耗以及適用于集成的光波導(dǎo)材料一直是研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。玻璃適合作為光波導(dǎo)材料使用，利用其熱光效應(yīng)還可以制作開(kāi)關(guān)等有源元件。LiNbO3光波導(dǎo)由于具有良好的電光、聲光和非線性等特征成為當(dāng)前光波導(dǎo)研究中的常用材料。LiNbO3可以很好地用于1.3μm的波長(zhǎng)，但是在短波長(zhǎng)，LiNbO3存在著光損傷和DC漂移問(wèn)題，器仵的特性受到限制。隨著集成光電子技術(shù)的發(fā)展，Si等III－V族化合物材料和聚合物基材料的研究將引起更多研究者的關(guān)注。

混合集成光路必須和激光二極管或光纖耦合，而且需要達(dá)到較高的耦合效率。現(xiàn)在最好的耦合方法是直接端面耦合法，效率可達(dá)80％以上，然而，在光纖的情況下，必須用硅制作V形溝槽消合器，而且還要將它們連接起來(lái)，這個(gè)過(guò)程既復(fù)雜又難于穩(wěn)固，因此妨礙了集成光路的實(shí)用化。此外，在減小光波導(dǎo)傳輸損耗、降低散射和改善光調(diào)制器的消光比等方面還需要進(jìn)行大量的研究。