探析半导体光电子元器件技术及其发展

探析半导体光电子元器件技术及其发展

王进华，钟云国

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摘要：半导体的光电子元器件是一种应用于各种器件的功能，目前在许多工业领域都得到了广泛的应用。光电子器件的制造的根本原则是通过改变导波光线的光源传播方向来完成的，从而可以实现光电子元器件的重要应用功能。在目前的技术发展变革的大背景下，半导体的光电子元器件的核心制造技术越来越呈现出环保低碳、集成化与微型化的整体发展特点，从而使光电子元器件的传统技术方式发生了变化。对半导体光电子元器件关键技术进行了论述，并对其发展和改进方向进行了分析。

关键词：半导体光电子元器件；技术应用；发展趋势

引言

在目前的情况下，半导体的光电子元器件被广泛地应用到了摄影器件生产、光通信的器件生产、无源光的器件生产制造等重要的领域中。与传统类型的光电子元器件组成结构相比，半导体的光电子元器件更能表现出较好的设备系统适应性，并且还具有优异的技术转型发展前景。因此可以肯定，当前，对于半导体的光电子元器件核心技术，需要进行进一步的研究和推广，以推动半导体的光电子器件获得更好的使用功能效果，推动光电子器件行业的实际资源成本降低。

一、半导体光电子元器件的基本技术原理

半导体的光电子元器件是将光电子技术与半导体技术相结合的产物，元器件的制造的根本技术原则是对导波光的光源传播走向进行实时调节，进而帮助完成光通信、摄影成像以及无源光传播等实际功能。当前情况下，半导体的光电子元器件当前的研发技术力度倾向于持续深入，对光电子元器件的原始制造生产技术方案进行了创新。半导体的光电子装置一般被设计成波导层、有源层与包覆层，并保证在波导层的结构下部设计光限制层。通过上述元器件的结构优化和改善，可实现光电元器件的最大传输实用效能，对光电子元器件的传统制造和研究技术方式有重要意义。

最近几年，光电子产业的技术创新转型过程明显加速，这在客观上有利于光电子产业在目前的阶段期间得到更为稳定的进步发展。将光电技术与半导体技术相结合的新型元器件制造和生产工艺，可以为实现大规模的产业集群发展提供支持，从而使微小光电器件的传统制造工艺方法得到了相应的改善。由此可以看出，对已有的光电子装置产业研发技术进行理性的创新与改良，应该将重点放在各种类型的无源光装置以及光通信装置的制造和生产上，从而保证可以在光电子装置制造生产领域中，实现更低的成本投入和更好的工业经济效益指标。

二、半导体光电子元器件的技术发展现状

（一）半导体的光通信元器件技术

目前，光纤通信实践技术和方法得到了广泛的应用和普及，在一定程度上实现了光纤通信实践成本的合理下降，加快光信号的传播频率速度，保证信号的稳定和安全传送等重大实践效果。现有的光通讯元器件，包括光接收与光发射两大类，以及超多波长的同步仿真光源，可以实现上千个以上的波段。借助于光学放大技术，可以确保最大的增益耦合带宽可达100纳米以上。该材料具有可在紫外和红外波段同时发射的性能，可有效地调控激光测距的频段和速率。光电接收器是一种核心的光电子系统组成结构，它的重要价值在于可以实现灵活与高效的光存储信号转换，而且还具有了激光制导与激光探测的双重功能。

（二）光电子的摄像元器件技术

摄像元器件的技术研发目标应该是保证图像清晰度符合标准，所以，技术人员应该以光电子的图像元器件为目标，进行更深层次的工业技术研发。光电子的摄像摄影器件是以红外焦平面为基础的，该设备具有高温和恶劣条件的适应性，因而被广泛应用于军事行动中的特定区域。以上的光电子成像技术原理是高空侦察用的卫星成像装置，它可以对实时的红外信号传递信息进行精确的识别和检测，具有较好的成像分辨率。

(三)用于制造被动式光电元器件的装置技术

无源光的光电子元器件可以分为光电子耦合器与光电子开关的光纤连接器等，以上各种器件都拥有着镜面波导的组合结构设计方式。在光纤信号的实时传播过程中，光电子开关可以实现灵活的控制切换，从而满足了光电矩阵和电磁调制开关的小型化发展目标。采用被动式光电转换装置，可以缩短操作时间，并在实际应用中有效减少插入损耗。

三、半导体光电子元器件的技术发展趋势

（一）集成化的技术发展趋势

当前，光电子的半导体器件正朝着集成化的工业方向发展，具备了集成化和规模化的工业发展现状，将会使半导体器件的制作成本得到大幅度降低。在目前阶段，光电子元器件展现出了更为广泛的实际应用功能，这就注定了半导体行业与光电子行业的融合发展程度应该可以日益实现加深。在半导体行业核心技术的基础上，构建了以集成化为基础的元器件规模化制作技术，以集成化的产业发展思维推动更高效的元器件制造生产，真正实现了对已有工业资源的有效节约。

（二）微型化的技术发展趋势

目前，在半导体工业发展现状下，元器件微型化制造的核心技术已被广泛地进行了理性的优化和改善。光电器件若能实现更为微型化的体积结构改进，则元器件产品所占的整体尺度空间将会趋于灵活。

所以，当前面向于微小化的工业发展技术应该以进一步的研究和探讨为重点，以保证了体积结构减小后的光电子系统中的各部件可以更好地进行协同，以达到推动系统运行整体效能的最优提升。在涉及航空产业、医疗卫生产业、交通运输行业与军工制造产业的转型发展实践中，保证微型化的半导体器件被更广泛地采用和应用是至关重要的。

（三）环保低碳的技术发展趋势

无论是在光电子的元器件的生产还是使用中，都要有效地避免可能存在的环境污染问题，因此，制造商和生产公司应该积极地采用绿色与低碳的元器件的制造技术和方式，这样才能确保了经过结构改进和优化后的半导体器件可以拥有更好的实际应用效果。基于此，当前急需面向绿色、低碳的新型绿色制造工艺技术开展深入研究，以有效防止半导体器件制备和应用过程中产生的环境污染危害。当前，基于绿色、低碳的元器件规模化制造技术，对传统工艺进行了改造，从而实现了元器件的基础性能提升和资源回收利用。

结语

通过分析可以看出，在半导体光电子元器件的元器件生产制造技术中，只有得到了明显的改善，那么光电子的元器件技术研发效益才会得到充分的发挥。从当前的情况来看，半导体光电子的元器件工业的发展速度越来越快，当前的核心工业技术主要包括：半导体的光通信元器件生产技术、光电子的摄影元器件制作技术、无源光的电子器件制作技术等。在今后的工业技术的创新研发过程中，对半导体光电子的元器件研发技术方法进行理性的改进和创新，应该将推动元器件的微型化和集成化发展作为切入点，同时也要注重环境和低碳的光电子产业技术转型的目标。

参考文献

[1]董骁骁.半导体光电子元器件技术现状与趋势[J].大众标准化,2022(13):83-84.

[2]王晓雄.半导体光电子器件及其应用[J].大众标准化,2022(13):99-100.