半导体光电子元器件技术及其发展探索

半导体光电子元器件技术及其发展探索

葛禹威

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摘要：半导体的光电子元器件具有多样的器件使用功能，现阶段的半导体光电子元器件已经普遍获得了多个行业的推广使用。光电子器件的制作生产基本原理体现在改变导波光的光源传播方向，据此实现了光电子元器件的重要使用功能。在当前时期的技术发展转型趋势下，半导体的光电子元器件核心生产技术日益呈现环保低碳、集成化与微型化的总体发展特征，进而改变了光电子元器件的传统技术模式。本文探讨了半导体光电子元器件的核心技术要点，探析技术发展与完善的趋势。

关键词：半导体光电子元器件；技术应用；发展趋势

半导体的光电子元器件主要设计为外场改变导波光传播的具体方式，现阶段的光电子器件生产技术普遍采用于摄像器件生产、光通信的器件生产、无源光的器件生产制作等重要领域。相比于传统类型的光电子元器件组成结构而言，半导体的光电子元器件更加能够体现出良好的设备系统适用性，同时具备了优良的技术转型发展前景。由此能够确定，半导体的光电子元器件核心技术目前需要得到更加深入的研发推广，旨在促进半导体的光电子器件实现更好的使用功能效果，促进光电子器件产业的实践资源成本节约。

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融合了光电子技术与半导体技术，生产制作元器件的基本技术原理在于实时调整导波光的光源传播走向，从而达到了辅助完成光通信、摄影成像以及无源光传播等实践功能。在目前的现状下，半导体的光电子元器件现有研发技术力度正在趋向于不断实现深化，创新了光电子元器件的原有制作生产技术方案。半导体的光电子器件通常设计为波导层、有源层与包覆层，确保在波导层的结构下部设计光限制层[1]。经过以上的元器件结构优化改进设计，应当能够体现光电子元器件的系统光源最大传播实践效率，显著优化了光电子器件的传统生产研发技术模式。

近些年以来，光电子产业的技术创新转型进程已经显著加快，客观上有益于光电子产业在当前的阶段时期获得更加平稳的进步发展。融合光电子技术与半导体技术的全新元器件制作生产工艺能够支撑实现规模化的产业集群发展，对于微型光电子器件的传统制作工艺方法实现了应有的完善。因此可见，合理创新与改进现有的光电子器件产业研发技术应当注重于多种类型的无源光器件以及光通信器件制作生产，确保能够实现光电子器件制作生产领域的更低成本投入以及更好产业经济效益指标。

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

现阶段的光纤通信实践技术方法已经普遍获得了采用推广，客观上达到了合理降低光纤通信实践成本、加快传播光信号的频率速度、保证信号稳定安全传输等重要实践效果。具有光通信功能的元器件目前主要包含光接收与光发射的两种类型器件，超多波长的同步模拟光源已经能够覆盖于超出一千个的波长频率范围。在光纤放大器的辅助作用下，能够保证达到100nm或者更宽的最大增益纽带宽度。双异质结构的半导体激光器能够同时实现紫外光与红外光的传输使用效能，对于激光测距仪的使用频率速度进行了合理的控制。光电接收器属于核心性的光电子系统组成结构，其重要价值就是实现灵活性与高效性的光存储信号转化，并且同时具备了激光制导与激光探测作用[2]。

（二）光电子的摄像元器件技术

摄像元器件的技术研发宗旨应当体现在确保成像清晰度达到合格要求，因此技术人员针对光电子的摄像元器件目前应当展开深入的产业技术研发。光电子的摄像摄影器件主要建立在红外焦平面阵列的支撑技术前提下，此种类型器件具备更好的极端环境温度适应能力，因此目前广泛采用于军事作战的特殊场所空间。高空侦查专用的卫星成像设备主要采用了上述的光电子成像技术原理，对于实时性的红外信号传输信息能够进行准确的识别检测，体现了更好的成像分辨率指标。

（三）无源光电子的器件生产技术

无源光的光电子元器件可以划分为光电子耦合器与光电子开关的光纤连接器等，以上各种器件具有镜面波导的组合结构设计方式。对于光纤信号的实时传播过程而言，光电子开关能够实现灵活的控制切换操作，进而达到了光电矩阵化与电磁调制开关的微型化发展目标[3]。无源光电子的开关器件可以达到更短的操控时间，有效降低了系统使用中的插损率。

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

光电子的半导体器件目前正在趋向于集成化的产业完善发展，具有集成化以及规模化的产业发展现状将会有利于半导体器件的制作成本实现显著节约。现阶段的光电子元器件表现为更加广泛的实践运用功能，那么决定了半导体产业与光电子产业的融合发展程度应当能够日益实现深化[4]。建立在半导体产业核心技术前提下的元器件规模化制作技术不可缺少集成化的发展实践方案，运用集成化的产业发展思路来促进实现更高效率的元器件制作生产目标，切实达到了节约利用现有产业资源的良好实施效果。

（二）微型化的技术发展趋势

在当前时期的半导体产业发展状况下，微型化的元器件生产核心工艺已经普遍得到了合理的优化改进。光电子器件如果能够实现更加微型化的体积结构改良，那么元器件产品占据的总体规模空间就会趋向于得到灵活节约

[5]。因此，目前针对于微型化的产业发展技术应当着眼于进行更加深入的研发探索，进而确保了经过体积结构缩小的光电子系统各个部件能够实现更加有序的相互配合，从而达到了促进系统运行整体效能优化提高的宗旨目标。具体在涉及航空产业、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过程中，关键就是要确保微型化的半导体器件得到更加普遍的采纳运用。

（三）环保低碳的技术发展趋势

光电子的元器件生产与使用过程都要切实杜绝潜在的生态污染隐患，制造生产企业应当通过积极采取环保与低碳的元器件制作技术方法，从而保证了经过结构改良优化后的半导体器件能够具备更好的实践功能效果。在此基础上，目前针对于环保低碳的清洁生产制作工艺技术亟待实现更深层次的推广研发，有效预防光电子的半导体器件在制作与使用环节中发生污染破坏的后果。截至目前为止，清洁低碳的元器件大规模生产技术正在实现传统工艺流程的改进，确保达到了元器件的基本使用功能改善以及资源循环使用的效果。

结束语：

经过分析可见，半导体光电子的元器件生产制作技术只有获得了显著的完善改进，那么光电子的元器件技术研发效益才会获得完整的体现。在目前的现状下，半导体光电子的元器件产业发展进程正在趋向于明显加快，现有的核心产业技术集中体现在半导体的光通信元器件生产技术、光电子的摄像元器件制作技术、无源光的电子器件制作技术等。未来在产业技术的创新研发进程中，合理完善与创新半导体光电子的元器件研发技术方式应当落实于促进元器件的微型化与集成化发展，并且还要关注于环保低碳的光电子产业技术转型目标实现。

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,2020(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,2020(13):99-100.

[3]朱来攀,翟俊宜,王中林.基于第三代半导体的压电电子学和压电光电子学器件[J].科学通报,2020,65(25):2664-2677.

[4]黄晓东,李献杰,赵建宜.异质兼容集成半导体光电子器件与集成基元功能微结构体系[J].科技资讯,2021,14(08):170-171.

[5]屈娥,赵宏.光电子产业发展动态研究[J].科技资讯,2021(18):7-8.