KYOCERA Crystal Device公司開發(fā)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(jù)稱,通過在大容量光通信系統(tǒng)用濾波器上使用該元件，可使模塊及設備實現(xiàn)小型化。

該公司開發(fā)的是在WDM傳輸系統(tǒng)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(wěn)定而安裝在激光模塊內(nèi)部的濾波器元件。原來的標準濾波器在溫度發(fā)生變化時，光的透射率也會變化，因而無法準確監(jiān)測波長變動。所以在模塊內(nèi)安裝使用時，為使溫度保持一定，需要用珀爾帖元件來調(diào)節(jié)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(fā)的標準濾波器由于溫度特性穩(wěn)定，因此無需利用珀爾帖元件等來調(diào)節(jié)溫度。該公司將這種情況稱為“免溫度特性”。該公司以往產(chǎn)品波長隨溫度而變化的特性為5.4pm/℃，而此次的產(chǎn)品大幅降低至±0.15pm/℃。“使用新產(chǎn)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(gòu)造與新開發(fā)標準濾波器的構(gòu)造


圖3：新開發(fā)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(fā)生正偏移的“正溫度特性”的水晶，與發(fā)生負偏移的“負溫度特性”的結(jié)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(jié)晶結(jié)合來實現(xiàn)無需溫度調(diào)節(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)表過應用于水晶器件制造的基礎技術。

據(jù)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。