ISO 11807-22021 集成光学词汇第2部分分类术语标准立项发展报告

集成光学词汇第2部分：分类术语标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:IntegratedOptics—Vocabulary—Part2:TermsUsedinClassification摘要随着集成光学技术在光通信、光传感、光计算及生物光子学等领域的迅猛发展，统一、规范的术语体系已成为支撑技术交流、产业协作与国际互认的关键基础性工作。国际标准化组织（ISO）于2021年10月12日正式发布ISO11807-2:2021《集成光学词汇第2部分：分类术语》，该标准由ISO/TC172（光学和光子学技术委员会）归口管理，是集成光学领域基础性术语标准的重要组成部分。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心内容与技术特征，深入分析了其对集成光学器件分类体系构建、多学科交叉融合以及国际贸易与技术合作的重要支撑作用。报告指出，该标准通过确立涵盖无源器件、有源器件、波导结构、材料体系及功能特性等多维度的分类术语框架，有效解决了长期以来集成光学领域术语使用不一致、分类标准不统一的突出问题。与此同时，随着薄膜铌酸锂、硅基光子学等新兴技术的持续突破，标准在动态更新机制方面仍面临诸多挑战。本报告建议加快推进该标准在我国的转化应用，加强相关术语的本土化研究与标准化宣贯工作，并积极参与国际标准后续修订工作，以提升我国在集成光学国际标准化领域的话语权和影响力。关键词：集成光学；术语标准；分类体系；ISO11807；光学标准化；光电子器件；国际标准AbstractWiththerapidadvancementofintegratedopticstechnologiesinopticalcommunications,opticalsensing,opticalcomputing,andbiophotonics,aunifiedandstandardizedterminologysystemhasbecomeacriticalfoundationsupportingtechnicalexchange,industrialcollaboration,andinternationalmutualrecognition.ISO11807-2:2021,"Integratedoptics—Vocabulary—Part2:Termsusedinclassification,"wasofficiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardizationonOctober12,2021,underthejurisdictionofISO/TC172(OpticsandPhotonicsTechnicalCommittee).Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,draftinghistory,corecontent,andtechnicalcharacteristicsofthestandard,andthoroughlyanalyzesitssignificantroleinsupportingtheconstructionofclassificationsystemsforintegratedopticaldevices,multidisciplinaryintegration,andinternationaltradeandtechnicalcooperation.Thereportpointsoutthatthestandardeffectivelyaddressesthelong-standingissuesofinconsistentterminologyusageandnon-uniformclassificationstandardsinthefieldofintegratedopticsbyestablishingamulti-dimensionalclassificationterminologyframeworkcoveringpassivedevices,activedevices,waveguidestructures,materialsystems,andfunctionalcharacteristics.Meanwhile,withcontinuoustechnologicalbreakthroughsinemergingareassuchasthin-filmlithiumniobateandsiliconphotonics,thestandardstillfacesnumerouschallengesintermsofdynamicupdatingmechanisms.ThisreportrecommendsacceleratingtheadoptionandimplementationofthisstandardinChina,strengtheninglocalizedresearchonrelevantterminologyandstandardizationpromotionefforts,andactivelyparticipatinginfuturerevisionsoftheinternationalstandard,soastoenhanceChina'sinfluenceanddiscoursepowerinthefieldofintegratedopticsinternationalstandardization.Keywords:Integratedoptics;Terminologystandard;Classificationsystem;ISO11807;Opticalstandardization;Optoelectronicdevices;Internationalstandards一、引言1.1立项背景与研究意义集成光学（IntegratedOptics）作为光子学领域的重要分支，旨在将光学器件微型化并集成于同一基底之上，实现光信号的产生、传输、调制、探测与处理等功能的高度集成化。自20世纪60年代末期提出以来，经过半个多世纪的发展，集成光学技术已从实验室研究逐步走向大规模商业化应用。当前，以硅基光子学、薄膜铌酸锂、氮化硅波导和聚合物光子学为代表的多种技术路线并行推进，集成光学器件在数据中心光互连、5G前传网络、激光雷达、生物传感及量子信息处理等前沿领域展现出广阔的应用前景。然而，集成光学作为一门多学科交叉的新兴技术领域，其术语体系的建设相对滞后于技术本身的发展进程。不同研究团队、不同生产厂商以及不同国家和地区之间，在同一器件的命名、分类和功能描述上存在显著差异，导致学术交流中的概念混淆、产品贸易中的技术壁垒以及标准检测中的依据缺失等问题日益突出。例如，"光波导""脊形波导""条形波导""扩散波导"等概念的界定在不同文献中各有出入；"调制器""开关""衰减器"等功能器件的分类边界亦时有模糊。在此背景下，国际上对建立统一的集成光学术语体系的需求愈发迫切。1.2标准体系概述ISO11807标准系列是国际标准化组织关于集成光学领域的基础性术语标准，由ISO/TC172（光学和光子学技术委员会）下属的SC6分技术委员会（光电器件与系统）归口制定。该系列标准按照内容维度划分为多个部分，其中：-ISO11807-1：涉及集成光学的基本概念和通用术语；-ISO11807-2：即本报告所关注的标准，主要涉及集成光学器件的分类术语；-其他部分：涵盖集成光学的测试方法、性能参数等专题术语。这种"总—分"结合的结构安排，既保证了术语体系的整体性和系统性，又为各专题领域的深入细化和后续扩展提供了灵活框架。1.3标准基本信息ISO11807-2:2021《集成光学词汇第2部分：分类术语》由国际标准化组织（ISO）于2021年10月12日正式发布，标准状态为现行有效。该标准以英语编写，其分类号归属于"光电子学、激光设备"领域。标准的发布填补了集成光学领域分类术语国际标准的空白，是该领域标准化进程中的一个重要里程碑。二、标准制定背景与编制历程2.1国际标准化组织光学与光子学技术委员会（ISO/TC172）ISO/TC172是国际标准化组织下设的负责光学和光子学领域标准制定的技术委员会，其工作范围涵盖光学元件、光学仪器、光学材料、光电子学以及光子学相关系统和设备的标准化工作。TC172下设多个分技术委员会（SC），分别对应不同专业方向。其中，负责光电器件与系统标准化的SC6分技术委员会具体承担了ISO11807系列标准的制定与维护工作。ISO/TC172与多个国际组织和行业协会有密切协作关系，包括国际电工委员会（IEC）、国际照明委员会（CIE）以及国际光学工程学会（SPIE）等。这种广泛的国际合作网络为术语类标准的制定提供了丰富的信息来源和专家支持。2.2标准制定历程ISO11807-2:2021的制定工作遵循了ISO/IEC指令第1部分所规定的标准制定程序，经历了从项目建议（NP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）到最终国际标准草案（FDIS）的全部阶段。在该标准的编制过程中，来自中国、德国、日本、美国、法国等成员体的专家积极参与了术语条目的筛选、定义表述的讨论以及分类框架的论证工作。值得特别关注的是，术语类标准的编制具有其独特性。与产品标准或测试方法标准不同，术语标准的制定需要广泛征求学术界、产业界和标准化机构的意见，确保每个术语的定义和分类既符合学术共识，又兼顾产业实践。因此，该标准在编制过程中组织了多轮国际范围内的意见征询和协商讨论，对关键技术术语的定义进行了反复推敲和精心打磨。2.3与前一版本的差异ISO11807-2:2021是ISO11807-2的第二版，取代了第一版（ISO11807-2:2001）。相较于前一版本，2021版在多个方面进行了重要修订和更新：-补充了新兴技术术语：新增了近年来快速发展的硅基光子学、光子集成回路（PIC）、片上激光器等领域的相关分类术语；-完善了分类体系结构：对原有分类框架进行了优化调整，使器件分类更为清晰合理；-与国际电工委员会（IEC）术语标准协调统一：增强了与IEC60050（国际电工词汇）系列标准的一致性和兼容性；-调整了部分术语的表述和定义：使语言表达更加精确、规范，避免歧义。三、标准主要内容详解3.1标准适用范围ISO11807-2:2021界定了集成光学领域分类过程中的术语和定义，明确了分类术语的适用范围，涵盖了集成光学器件的功能分类、结构分类、材料分类等多个维度，为从事集成光学研究、开发、生产、检测和应用的各类机构和人员提供了统一的技术语言基础。3.2核心分类术语框架该标准在术语分类体系上建立了一套系统、完整且可扩展的分类术语框架，大致可归纳为以下几个维度：①按器件功能分类的术语：标准系统收录了集成光学中各类功能性器件的术语，以光信号的产生、传输、控制和处理为主线，构建起完整的器件功能分类体系。在有源器件方面，覆盖了激光器（含半导体激光器、分布式反馈激光器、垂直腔面发射激光器等）、光放大器（含半导体光放大器、掺铒波导放大器等）以及光检测器（含光电二极管、雪崩光电二极管等）等器件的分类术语。在无源器件方面，则涵盖了光波导（包括信道波导、脊形波导、溅射波导等不同结构形式）、光栅耦合器、模斑转换器、功分器、合波器、滤波器、衰减器、隔离器、环形器等多种功能器件的术语和定义。此外，标准还收录了光调制器（含电光调制器、热光调制器、声光调制器等）、光开关、波长转换器等信号控制类器件的分类术语，以及激光器列阵、波导列阵等集成阵列器件的有关术语。②按结构特征分类的术语：在结构维度上，标准对集成光学器件的物理结构形式进行了系统的分类与定义。波导结构方面，涵盖了掩埋波导、脊形波导、条载波导、扩散波导、离子交换波导、质子交换波导及溅射波导等多种结构形式；结构特征方面，包含了单模波导与多模波导、直波导与弯曲波导、锥形波导等分类术语；同时，标准还对波导光栅（包括布拉格光栅、均匀光栅、啁啾光栅等）等周期性结构器件的分类术语进行了统一规范。这些结构维度上的术语定义，为集成光学器件的设计交流和制造协同提供了必要的语言基础。③按材料体系分类的术语：材料是决定集成光学器件性能的基础要素。标准按照材料体系对集成光学器件和波导进行了系统的分类术语定义，涵盖铌酸锂（包括体铌酸锂和薄膜铌酸锂）波导、硅基波导、氮化硅波导、III-V族化合物半导体波导（如砷化镓、磷化铟等）、二氧化硅波导和聚合物波导等多种主流材料平台。该材料维度分类框架的建立，使科研人员和工程技术人员能够在材料选择与器件设计之间建立清晰的对应关系，有利于不同材料平台上技术成果的比较和借鉴。④按集成规模与工艺技术分类的术语：随着集成光学技术从单一器件向大规模集成方向发展，标准也纳入了与集成规模和制造工艺密切相关的分类术语。在集成规模方面，涵盖了光子集成回路、光电混合集成、单片集成、混合集成等概念；在工艺技术方面，涉及光刻、电子束曝光、纳米压印、刻蚀等关键工艺环节及薄膜沉积等工艺的相关术语。这些分类术语的明确界定，为评估集成光学技术的成熟度和产业化水平提供了规范的语言框架。3.3引用标准与规范性文件ISO11807-2:2021在编制过程中参考和引用了多项国际标准，主要包括：-ISO11807-1：集成光学词汇第1部分——基本概念与通用术语；-ISO/IEC指南系列中关于术语标准编写的规范性文件；-与光电子器件分类相关的IEC标准文件。此外，标准文本中还包含了一个或若干个资料性附录，对标准正文中的分类体系进行了补充说明或提供了更详细的分类对照信息。四、关键术语解析4.1集成光学相关基础定义与核心术语标准首先对"集成光学"这一基础概念进行了界定，并引申出"集成光路""光子集成回路"等核心术语的定义。同时，标准对"光波导"这一集成光学的核心构建单元进行了精确界定，明确了"模式""有效折射率""传播常数""模场直径"等描述光波导基本特性的关键术语。值得特别指出的是，标准中对"光波导"的分类定义具有较强的包容性，既涵盖了传统的介质波导类型，也纳入了近年来兴起的等离激元波导等新型波导结构。4.2功能分类术语解析功能分类术语是ISO11807-2:2021的核心内容之一。标准按照"源—传输—控制—探测"的功能链条，对集成光学器件进行了系统的功能分类。例如，在光调制器方面，标准根据物理效应将调制器分为电光调制器、热光调制器和声光调制器等类型；在光开关方面，标准强调了基于不同工作机制（如热光效应、电光效应、微机电系统）的开关类型区分。标准对每种功能分类术语均给出了明确的定义和适用范围，减少了因概念模糊导致的分类争议。4.3结构分类术语解析结构分类方面，标准重点对波导结构类型的分类术语进行了详细规定。脊形波导、掩埋波导、条载波导等术语在标准中均获得了精确定义。值得注意的是，标准对不同结构类型之间的区别进行了较为详细的描述，有助于使用者在实际工作中正确选择和使用分类术语。4.4材料分类术语解析材料分类术语的设定是ISO11807-2:2021的一大亮点。标准对铌酸锂、硅、氮化硅、二氧化硅、III-V族材料、聚合物等各类材料体系的相关术语进行了分类定义，并强调了不同材料平台的特性差异和适用场景。特别是对于近年来备受关注的薄膜铌酸锂这一新型材料平台，标准给予了必要的关注和术语界定。五、标准的社会效益与经济效益分析5.1推动技术创新与产业升级统一、规范的术语体系是技术创新的重要基础设施。ISO11807-2:2021通过建立科学合理的集成光学器件分类体系，为学术研究、产品开发和工艺比较提供了通用的概念框架。科研人员借助统一的分类和定义，可以更高效地理解、比较和评价不同技术方案；企业研发团队可以通过标准化的术语工具，更精准地进行专利分析和竞争情报研判。这对加速集成光学领域的知识传播和技术迭代具有显著的推动作用。5.2促进国际贸易与合作集成光学器件作为高性能光电子产品的核心组成部分，其国际贸易量持续增长。在此背景下，统一的国际术语标准能够有效消除因概念理解差异导致的贸易壁垒和合作障碍。标准中明确的术语定义和分类规则，使不同国家和地区相关机构之间的技术沟通更为顺畅，有助于降低交易成本、提升合作效率。同时，该标准也为海关归类、质量检验和技术仲裁提供了规范和统一的技术依据。5.3支撑标准检测与合格评定在集成光学器件和系统的质量检测与合格评定工作中，明确的术语定义和分类体系是开展检测、试验和认证工作的前提条件。ISO11807-2:2021为集成光学器件提供了清晰的分类框架，使得不同机构在不同时间开展的检测和评估工作能够基于一致性前提实施，从而保障检测结果的可比较性和可复现性。5.4服务标准化人才培养与知识传播术语标准在标准化教育和人才培养中发挥着独特作用。ISO11807