无源平面光波导器件，顾名思义，无需能（电）源的器件就是无源器件，仅作为光波信号的传输、分波/合波滤波等功能。主要有平面光波导分路器、阵列波导光栅（AWG）、光滤波器等。目前平面光波导分路器在国内外市场非常火爆，根据2016年4月5日市场及技术咨询公司ElectroniCast报告，2015年全球平面光波导分路器市场总额达到6.96亿美元，同比增长达到14%。中国目前已经成为平面光波导分路器市场的主导者，占市场总额的35%以上。2012年之前，国内的光分路器器件全都是从韩国和日本进口，国内仅能做封装，大部分利润都被韩、日、欧美拿走。经过多年的潜心研究与开发，2015年之后，河南仕佳光子一跃成为全球最大的光分路器芯片供应商，月产6英寸晶圆可达3000片。目前国内围绕平面光波导分路器专门从事封装制造的企业不下100家。

　　AWG是WDM（波分复用/解复用）系统的关键器件，其设计与制造较平面光波导器件难，目前国内还没有规模化量产，还处于量产攻关阶段。目前采用串联的AWG滤波结构可获得信道间隔达到10GHz（波长间隔0.08nm），信道数超过1000。商用的AWG通常为100GHz（波长间隔0.8nm）。

　　有源平面光波导器件，是指需要能（电）源才能工作的光波导器件，可作为光波信号的生成、调控、放大与探测等。以Ⅲ-Ⅴ半导体化学物材料来制造。主要半导体激光器（LD）、光探测器（PD）、光波导放大器（OSA）、可调光衰减器等，可单片，也可集成，Infinera是此类器件技术及产业的领导者。图2为集成型的无源平面光波导器件，其制造工艺复杂，需要用到MOCVD（金属气相沉积法）。这类产品欧美日较发达，国内只能生产10G以下产品，高端产品全部依赖进口。

　　图2：集成型有源平面光波导器件。

　　无源/有源混合集成平面光波导器件。无源器件和有源器件的材料各异，其制造工艺不尽相同，近来出现了以SiO2或Si做好光波导回路，然后将PD、LD以倒装或贴装的方式混合在一起，如图3所示。

　　图3：无源/有源混合集成平面光波导器件。

　　硅光子集成

　　用于光波导器件的材料种类非常多，二氧化硅和玻璃、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体（GaAs和InP）、铌酸锂和钽酸锂、有机聚合物、硅和锗半导体，因此器件的种类也很多。光波导器件能否像集成电路产业一样，只采用硅这一种材料呢？由于作为激光器的介质要求是直接带隙才能激射，而硅是间接带隙。因此自光纤通信技术发展伊始，其器件的发展始终不能像集成电路的发展一样，可实现大规模、超大规模的集成，而只能是几个、几十个、几种功能的集成，能做到上百、上千的个数或功能的集成异常困难。

　　硅基集成电路已经发展到近乎完美的程度，CMOS工艺已经堪称完美。能否把光子器件与CMOS工艺相结合，使得光子器件材料统一，实现大规模集成？Intel和IBM早在本世纪初就开始重点发展硅芯片光学信号产生和处理技术，先后突破了硅基光子调制与探测技术。2007年7月，Intel研究人员实现了硅激光调制器带宽为40Gbps，2008年5月采用8路硅调制器实现了200Gbps。2015年5月，实现了在10~40Gbps的带宽内具有稳定的增益，且增益带宽积保证在300GHz以上的硅基光探测器。

　　硅基激光器是弱项。2006年9月，Intel公司和UCSB（加州大学圣芭芭拉分校）联合发布了世界上首个采用标准CMOS工艺制造的混合硅激光器，7年之后，该团队展示了速度达1000Gbps的混合硅基激光器。到目前为止，拉曼散射是在硅材料中产生激光的唯一可行的方法，2004年，首次验证了受激拉曼散射效应的硅基激光器，而后2005年，连续拉曼散射激光器也得到了验证。如果硅基激光器技术得到了全面的解决，硅基放大器也将得到全面解决，届时即可实现全面硅基CMOS技术，光纤通信技术将会得到前面的发展，如图4所示。

　　图4：基于CMOS工艺的硅基光子器件。

　　平面光波导技术及其器件是全面提升信息技术的关键技术与核心器件，是衡量一个国家技能水平和能力的关键。