$光库科技(SZ300620)$  $福晶科技(SZ002222)$  $天通股份(SH600330)$  一.光模块组成


光模块是光通信领域核心器件,用于实现光电信号转换,主要结构:


(1)光发射组件(TOSA):负责电光转换,由激光器(如DFB/VCSEL)、光学元件(如光隔离器/光调制器)等组成。


(2)光接收组件(ROSA):负责光电转换,由光电探测器(如PIN/APD)、跨阻放大器(TIA)等组成。


(3)辅助结构:控制电路(MCU/DSP)、光接口(连接光纤)、电接口(连接服务器/交换机)、电路板等。


二.光调制器分类


光调制器是光发射组件核心器件,功能是将电信号变化加载至光载波。


原理:通过改变材料的折射率或吸收系数,让光信号的参数(如振幅、相位、频率)按照电信号的变化来改变。


组成:电光材料(决定调制器性能)、光波导(约束光信号传输)、电极(加载外部电信号)、输入/输出端口。


分类:调制器性能主要取决于电光材料,主流材料包括硅基、磷化铟、铌酸锂三类。


2.1硅基(硅光)调制器


(1)原理:基于等离子体色散效应,通过改变硅波导载流子浓度调控折射率,实现光信号调制。


(2)特点及应用:基于CMOS工艺,易大规模生产;主要用于短距光通信(如数据中心、局域网)。


2.2磷化铟(InP)调制器


(1)原理:基于量子阱限制斯塔克效应,通过改变磷化铟能带结构调控光信号。


(2)特点及应用:光电性能好、材料兼容度高;主要用于中长距光通信(如城域网、骨干网)。


2.3铌酸锂调制器


(1)原理:基于线性电光效应,通过外加电场改变铌酸锂折射率,实现光信号调制。


(2)特点及应用:速率高、带宽大;主要用于高速光通信(如1.6T光模块)。


三.薄膜铌酸锂概览


铌酸锂(LiNbO₃)是一种具有优异电光、非线性光学性能的铁电晶体,是光通信、激光技术、量子信息领域的核心材料。


传统铌酸锂存在尺寸较大、兼容性差、驱动电压较高等限制,升级方向为薄膜铌酸锂:


(1)原理:将铌酸锂单晶从体材料上剥离后转为纳米级薄膜,并将其键合在硅基衬底。


(2)性能提升:硅基兼容、高密度集成、更大带宽、更低损耗。


(3)工艺:主流为Smartcut(离子注入剥离法),原材料(碳酸锂/五氧化二铌)→铌酸锂晶体→薄膜铌酸锂→调制器→光模块。


四.相关布局厂商


薄膜铌酸锂技术壁垒较高,当前市场参与者较少:


(1)铌酸锂晶体:爱普科斯(德)、Crystal(美)、KorthKristalle(德)、福晶科技、天通股份、德清华莹。


(2)铌酸锂调制器:富士通(日)、住友金属(日)、光库科技、Lumentum(美)、HyperLight(美)。

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