2020年3月3日，科技部等5部門印發《加強「從0到1」基礎研究工作方案》，提到國家科技計劃突出支持關鍵核心技術中的重大科學問題。重點支持人工智慧、網絡協同製造、3D列印和雷射製造、重點基礎材料、先進電子材料、結構與功能材料、製造技術與關鍵部件、雲計算和大數據、高性能計算、寬帶通信和新型網絡、地球觀測與導航、光電子器件及集成、生物育種、高端醫療器械、集成電路和微波器件、重大科學儀器設備等重大領域，推動關鍵核心技術突破。
光電子器件是什麼？為何如此重要？下文為您詳細介紹。
1、5G對光纖通信提出更高要求
在20世紀80年代中期，數字光纖通信的速率已達到144Mb/s，可傳送1980路電話，超過同軸電纜載波。於是，光纖通信作為主流被大量採用，在傳輸幹線上全面取代電纜。
尤其是李克強總理在2015年政府工作報告中提到發展智慧城市，制定「網際網路+」行動計劃，全面推進「三網」融合，加快建設光纖網絡以來，我國的光纖通信更是達到了蓬勃發展的高度，光纖通信已成為中國通信的主要手段。
2019年6月，工信部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照。正式開啟了5G商用元年模式。
5G是一場關於光纖基礎設施的競爭，在光通信產業中，光纖光纜是5G產業的第一受益者。5G將要求更密集的基站，基站術將是4G的4-5倍，帶寬約10倍，光纖光纜需求2-3倍以上，光模塊數千萬隻。
但我國在高端器件與晶片的國產化方面仍存在挑戰，5G建設對於國內企業高速率晶片和低成本光模塊研發提出更高要求。
2019年6月12日「2019中國光網絡研討會」上，工信部通信科技委常務副主任、中國電信科技委主任、中國光網絡研討會主席韋樂平表示，光通信成為電信網發展的速率和成本的瓶頸，光器件是瓶頸的瓶頸，而光晶片是瓶頸的立方，佔設備成本大頭的光域成本不受摩爾定律恩惠，矽光子技術是根本性突破方向。
2、光纖通信簡介
光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。一個完整的光纖通信系統除了必須具備傳輸主體和光纖，還需要配備各種光學元件及光電子器件，只有充分發揮出各種光電子器件的功能作用，才能保障光線通信系統的正常穩定運行，不斷提高人們的網絡通信質量和效率。
當前，光線通信系統的構成主要包括了三部分，分別是光發送、光傳輸以及光接收。在光纖通信系統中，廣泛應用的元器件可以劃分為兩種類型，一種是無源元器件，另一種是有緣元器件。無源元器件主要包括了光耦合器、光衰減器、光隔離器以及光濾波器等，而有源元器件則包括了光源、光檢測器以及放大器等。
3、光纖系統中的光電子器件
3.1光發送器
在光發送器中配備了驅動器、光源和調製器等器件，其核心功能是把所需要傳輸的數據、視頻以及語音等信號，通過電端機加到調製器上從而有效產生調製好的光信號，同時將光信號耦合到光纖中去。
(1)光源的選擇
在選擇光源時應該充分地考慮到諸如光纖的尺寸、失真、衰減等各種客觀因素的影響，儘量滿足光源峰值波長處於低損耗範圍，目前三個低損耗窗口分別是850nm、1310nm、1550nm。常用的光源有兩類，一類是半導體雷射器，另一類是發光二極體，它們顯著的特點是體積小、使用靈活，能夠實現載流子的成功注入，幫助工作人員控制發送器的實際輸出功率。雷射二極體又被人們簡稱為LD，其在有緣層的包裹材料使用中，同時涵蓋了低折射率和寬帶隙兩方面內容。LD不但能夠實現對注入有緣區域電信號的有效限制，將其控制在規範區域內進行輸出作業，還能夠有效產生波導現象。
(2)光調製器
光調製器是指將光信號的一個或多個特徵參量按被傳送信息的特徵變化，以實現信息檢測傳送目的的一類器件。調製器是根據電光效應製成，根據調製方式與光源的關係來分有內調製和外調製兩種，如圖1所示。
目前常用的調製器有馬赫-曾德爾調製器、LiNbO2外調製器、多量子阱分布反饋雷射器，外調製大多採用多量子阱分布反饋雷射器，它可以輸出大功率雷射，功率-電流線性關係好，能夠穩定溫度變化，AIGalnAs量子阱雷射器的特徵溫度可達150K，因而在光纖通信中至關重要。
3.2全波光纖
光纖作為光纖通信中必不可缺的無源器件，其顯著特徵就是具有巨大寬帶，被廣泛的應用在網絡通信領域中。在光纖通信市場上，為了有效適應更長距離以及更大容量WDM系統的要求，技術人員開發研製除了一種具有大面積的光纖，該種光纖能夠承受較大的光功率，並且還能夠有效解決非線性問題。為了最大程度挖掘出光纖寬帶的潛力，開始通過使用超純光纖製造技術研製出寬帶為1.28-1.65nm的全波光纖，該光纖具有較大的通信容量，能夠滿足現代網絡光帶用戶的各種數據傳輸要求。
3.3光接收機
光接收機主要由光電檢測器和光放大器組成，用於接收光信號，它的輸出特性反映出整個光纖通信系統的綜合性能。IBM2017年運用CMOS光子學技術研發出傳輸速率達60Gbit/s的光接收機，具有9dB/mw靈敏度的功耗，適合高帶寬連接、高吞吐量要求的雲計算、數據中心等應用。
(1)光電檢測器
光電檢測器將光信號轉換成電信號，其性能對光電系統的性能影響很大。常用的有PIN型光電二極體和APD雪崩光電二極體。光電倍增管能夠探測微弱光輻射的特性，放大倍率很高，具備探測單光子的能力。光電檢測器件將朝著高精度、小型、快速、非接觸等方向發展。
(2)光放大器
光放大器主要包括了半導體光放大器以及各種摻雜的光纖放大器，比如常見的非線性光放大器、摻鐠光纖放大器機氟化物摻鉺光纖發達器等。半導體光放大器可以劃分為兩種類型，一種是行波放大器，另一種是F-P諧振放大器。當前在光纖通信市場上普遍應用的是行波放大器。通過改變半導體材料的構成成分，能夠有效在1300-1600nm的一個特定波長範圍內獲得信號增益。
4、相關企業
4G的建設拉動中國光纖光纜行業的發展，佔據了全球60%以上的產能和市場，部分光纖光纜企業已經掌握核心技術。
博創科技：博創科技成立之初專注於集成光電子器件的後端封裝，主要生產PLC光分路器，應用於光纖接入網，後續又逐步將產品線擴充至DWDM器件，主要實現光纖通信骨幹網、城域網波分復用。公司於2015年切入光有源器件市場，該器件主要為數據中心光電信號轉換，目前該業務已經成為公司成長最快的細分業務。華泰證券研究報告認為公司光電子集成研發實力強勁，毛利率領先於行業內其他企業，未來無源業務有望持續增長。
光迅科技：光迅科技2017年牽頭組建的「國家信息光電子創新中心」，近日已由國家工信部正式批覆同意建設。製造大國到製造強國，「中國芯」產業化之路啟航國家信息光電子創新中心以光電子發展聯盟為基礎，武漢光谷信息光電子創新中心有限公司為依託，採取「公司+聯盟」模式運行。其中武漢光谷信息光電子創新中心有限公司由光迅科技6000萬元出資成立，後引入8家戰略投資者增資至1.6億元資本。中心目前共有三個分布區域，分別為晶片技術部、器件技術部和集成光電部區域。依託光迅晶片平臺、國家重點實驗室兩大技術平臺，創新中心組建了光電晶片工藝平臺和光電集成研發平臺（矽光平臺、高端器件驗證平臺），形成了從材料生長，晶片後工藝、光子集成、光電集成、高速系統硬體試驗測試的高端工藝和測試的技術平臺。
其他在經營範圍中提及光電子器件的研發、生產、製造的公司有：亨通光電、華映科技、浙江旭光、榮寶科技、派諾光電、宏業農裝、驛路通、三景科技、露笑科技、豐海科技、恆寶通、光莆股份、寰宇科技、恆寶通、芯瑞科技、國瓷材料等。
現代光纖通信事業的建設發展離不開新型光電子器件的研製應用。因此，國家相關政府部門要加強與社會通信企業的合作與交流，共同大力發展光纖通信事業，加強對光電子器件的開發研製工作，深入研究分析光電子技術，有效推動我國光纖通信技術穩定持續的發展。
參考文獻：
鄒躍《談光電子器件在光纖通信中的應用》,信息化技術應用
崔毳毳《光電子器件在光纖通信中的應用》，網際網路+應用
及各企業年報等。