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首次开发出采用原子扩散接合法的水晶元件
――零温度特性的标准具滤波器

发表日:2012年12月12日
京瓷株式会社
京瓷晶体元件株式会社
京瓷株式会社(以下简称“京瓷”)的全资子公司、晶体元件的开发制造公司― 京瓷晶体元件株式会社此次成功开发出采用原子扩散接合法制造的水晶元件“零温度特性的标准具滤波器”,目前在业内尚属首例※1

标准具滤波器是一种在光通信大容量传输系统中感测多个不同光波长偏差的元件。在此次开发中,通过在业界首次采用原子扩散接合法,成功实现了标准具滤波器的零温度特性、高精度、高可靠性及小型化。此产品将于明年1月起提供样品,由京瓷负责销售。

※1:据京瓷晶体元件株式会社截至2012年11月15日的调查结果。

照片:零温度特性的标准具滤波器(C型)

名称

零温度特性的标准具滤波器(C型)

用途

光通信、产业用可变波长激光模块

外形尺寸

> 1.2mm×1.2mm

温度特性

±0.15pm/℃typ.  (pm/℃=10-12 m/℃)

样品提供

2013年1月起

生产基地

京瓷晶体元件北海道株式会社


■产品主要特点
1. 以业内最高水准的温度特性实现了产品的零温度特性
实现了业内最高水准 ±0.15pm/℃的温度特性。这是通过采用原子扩散接合法和将有正温度特性的水晶与负温度特性的结晶相结合的设计技术、以及先进的水晶加工技术而得以实现的。

零温度特性的标准具滤波器,不再需要调温用帕耳帖热效应元件,有助于实现可变波长激光模块的小型化,达到良好的节能效果。

2. 业内首次应用原子扩散接合法的水晶元件
原子扩散接合法是日本东北大学岛津武仁教授开发的一项直接接合技术,是一种不使用有机类粘合剂,在不加热、不加压、无电压条件下将晶圆,基板进行接合的技术。京瓷晶体元件公司通过与岛津教授的研究小组共同开发,在业内首次将原子扩散接合法应用于水晶元件,成功将水晶晶圆用几个原子层至几十纳米※2厚度的金属薄膜进行高强度接合。从而解决了过去接合强度较弱的光胶接合法※3以及难以控制厚度的有机粘合剂接合法等接合方式中存在的问题,并实现了标准具滤波器的高精度、高可靠性和小型化。

※2: 1纳米(nm)=1.0×10-9
※3: 不使用粘合剂,贴合晶圆平面的接合方法


■开发背景
将电信号转换为光信号的核心振荡元件“可变波长激光模块”在光通信的大容量传输系统中是不可或缺的部分,而标准具滤波器则是一种用于监视其光波长是否稳定振荡的元件。

近年来,随着互联网的快速普及和视频等大容量数据的传输量的大幅增加,大容量及高速传输成为光纤通讯的主题,用1根光纤便可传输更多光信号(信息量)的WDM※4传输系统渐渐成为主流。但由于WDM传输系统的可变波长模块需要从中长距离到近距离各传输装置中安装多台,因此需要外形更小、更节能的产品。

本产品在实现小型化的同时,还具有零温度特性、高精度、高可靠性以及不易受外界温度影响等特点。因此,不再需要调温用帕耳帖热效应元件等,为可变波长激光模块的小型化和低功率化做出贡献。

京瓷晶体元件公司拥有从水晶材料的培育到设计、加工、涂层及特性评估的一条龙生产体系,今后将继续加强在光通信相关领域的元器件供给能力,为超高速大容量光通信技术的发展做贡献。

※4: WDM(Wavelength Division Multiplexing)。波分复用系统的简称,是利用光纤的一项通信技术。

■产品特点(供参考)
1. 业内最高水准的温度特性

与本公司过去产品(水晶标准具滤波器N型)相比,本次产品的温度特从原来的5.4pm/℃大幅降至±0.15pm/℃。

【标准具滤波器的透射特性】
照片:标准具滤波器的透射特性照片:标准具滤波器的透射特性

2. 先进的水晶加工技术
通过京瓷晶体元件公司在50多年的发展中积累下来的独有的平面加工技术和先进的清洗技术,实现了稳定、可靠的接合效果。

■规格

名称

零温度特性的标准具滤波器(C型)

主要性能

· 外形尺寸

: > 1.2mm×1.2mm

· 适用波长

: 1,520~1,620nm

· 温度特性

: ±0.15pm/℃型

· FSR

: 50/100GHz

· 消光性、反射率

: 用户自选