【導讀】京瓷開發出光通信濾波器，由于溫度特性穩定，因此無需利用珀爾帖元件等來調節溫度。能使波長可變激光模塊的尺寸縮小至收放到僅為原來1/3左右的封裝中的程度。

KYOCERA Crystal Device公司開發出了應用原子擴散接合技術的水晶元件，并將從2013年1月開始樣品供貨。據稱,通過在大容量光通信系統用濾波器上使用該元件，可使模塊及設備實現小型化。

該公司開發的是在WDM傳輸系統的波長可變激光模塊上使用的“標準濾波器”元件。這是為檢測激光光源的振蕩波長是否穩定而安裝在激光模塊內部的濾波器元件。原來的標準濾波器在溫度發生變化時，光的透射率也會變化，因而無法準確監測波長變動。所以在模塊內安裝使用時，為使溫度保持一定，需要用珀爾帖元件來調節溫度，因此，激光模塊的封裝面積及功耗上存在課題。

KYOCERA Crystal Device稱，此次開發的標準濾波器由于溫度特性穩定，因此無需利用珀爾帖元件等來調節溫度。該公司將這種情況稱為“免溫度特性”。該公司以往產品波長隨溫度而變化的特性為5.4pm/℃，而此次的產品大幅降低至±0.15pm/℃。“使用新產品，能夠使波長可變激光模塊的尺寸縮小至可收放到僅為原來1/3左右的封裝中的程度”。

 
圖1：溫度特性自由的標準具濾波器


圖2：波長可變激光模塊原來的構造與新開發標準濾波器的構造


圖3：新開發的標準濾波器在溫度變化時波長透射特性也幾乎未見變化

溫度特性得以大幅提高的原因之一，在于應用了原子擴散接合的設計：將溫度變化時波長特性發生正偏移的“正溫度特性”的水晶，與發生負偏移的“負溫度特性”的結晶材料以原子擴散接合技術接合起來。雖然以往有將“正溫度特性”和“負溫度特性”的結晶結合來實現無需溫度調節的標準濾波器的概念，但因在接合技術上存在課題，一直未能實用化。而此次利用原子擴散接合技術，在不影響特性的情況下，實現了高強度的接合。接合強度比原來的“光接觸”技術高5倍以上。

另外，至于實現免溫度特性的其他方法，雖還有稱為“氣隙型”的技術，但其存在會使標準濾波器的尺寸變大的課題。

原子擴散接合是不使用有機類粘合劑即可粘合的技術，以日本東北大學教授島津武仁的研究成果為基礎。京瓷與日本東北大學共同對原子擴散接合技術展開研究，曾于2010年5月發表過應用于水晶器件制造的基礎技術。

據KYOCERA Crystal Device Corporation稱，此次是首次將原子擴散接合技術實際應用于水晶元件。今后該公司還打算將接合技術應用于其他水晶元件。