Az integrált optika koncepcióját Dr. Miller, a Bell Laboratories 1969 -ben állította elő. Az integrált optika egy új téma, amely optikai eszközöket és hibrid optikai elektronikus eszközrendszereket fejlesztett ki és fejlesztett be integrált módszerekkel az optoelektronika és a mikroelektronika alapján. Az integrált optika elméleti alapja az optika és az optoelektronika, amely a hullámoptikát és az információs optikát, a nemlineáris optikát, a félvezető optoelektronikát, a kristályoptikát, a vékony film optikát, az irányított hullámoptikát, a kapcsolott módot és a paraméteres interakció elméletét, a vékony film optikai hullámvezető készülékeit és rendszereit tartalmazza. A technológiai alap elsősorban vékony film -technológia és mikroelektronikai technológia. Az integrált optika alkalmazási területe nagyon széles, az optikai szálkommunikáció, az optikai szálérzékelő technológia, az optikai információfeldolgozás, az optikai számítógép és az optikai tárolás mellett, vannak más területek, például anyagtudományi kutatás, optikai eszközök, spektrális kutatás.
Először: integrált optikai előnyök
1. Összehasonlítás a diszkrét optikai eszközrendszerekkel
A diszkrét optikai eszköz egy olyan típusú optikai eszköz, amelyet egy nagy platformon vagy optikai alapon rögzítenek egy optikai rendszer kialakításához. A rendszer mérete 1 m2, és a gerenda vastagsága körülbelül 1 cm. A nagy méretén kívül az összeszerelés és a beállítás is nehezebb. Az integrált optikai rendszernek a következő előnyei vannak:
1. Az optikai hullámvezetőkben a fényhullámok terjednek, és a fényhullámok könnyen ellenőrizhetők és fenntarthatók energiájukat.
2. Az integráció stabil pozicionálást eredményez. Mint fentebb említettük, az integrált optika azt várja, hogy több eszközt készítsen ugyanazon a szubsztráton, tehát nincs olyan összeszerelési problémája, amely a diszkrét optikát tartalmazza, így a kombináció stabil lehet, így az is jobban alkalmazkodik a környezeti tényezőkhöz, például a rezgéshez és a hőmérséklethez.
(3) az eszköz mérete és az interakció hossza rövidebb; A kapcsolódó elektronika alacsonyabb feszültségen is működik.
4. Nagy teljesítmény sűrűség. A hullámvezető mentén továbbított fény egy kis helyi térre korlátozódik, ami nagy optikai teljesítménysűrűséghez vezet, amely könnyen eléri a szükséges eszköz működési küszöbértékeit, és nemlineáris optikai hatásokkal működik.
5. Az integrált optikát általában egy centiméter méretű szubsztrátba integrálják, amely kicsi és könnyű.
2. Összehasonlítás az integrált áramkörökkel
Az optikai integráció előnyeit két szempontra lehet osztani, az egyik az integrált elektronikus rendszer (integrált áramkör) helyettesítése az integrált optikai rendszerrel (integrált optikai áramkör); A másik az optikai szál és a dielektromos sík optikai hullámvezetőjéhez kapcsolódik, amely a fényhullámot huzal vagy koaxiális kábel helyett irányítja a jel továbbításához.
Egy integrált optikai útvonalon az optikai elemek egy ostya szubsztráton alakulnak ki, és a szubsztrát belsejében vagy felületén képződött optikai hullámvezetőkkel vannak összekötve. Az integrált optikai út, amely vékony film formájában integrálja az ugyanazon szubsztrát optikai elemeit, fontos módja az eredeti optikai rendszer miniatürizálásának és az általános teljesítmény javításának. Az integrált eszköznek a kis méretű, stabil és megbízható teljesítmény, nagy hatékonyság, alacsony energiafogyasztás és egyszerű felhasználás előnyei vannak.
Általában véve az integrált áramkörök integrált optikai áramkörökkel történő cseréjének előnyei között szerepel a megnövekedett sávszélesség, a hullámhossz -megoszlás multiplexelés, a multiplex váltás, a kis kapcsolási veszteség, a kis méret, a könnyű súly, az alacsony energiafogyasztás, a jó kötegelt előkészítő gazdaság és a nagy megbízhatóság. A fény és az anyag közötti különféle interakciók miatt az új eszközfunkciók különféle fizikai hatások, például fotoelektromos hatás, elektro-optikai hatás, akuszto-optikai hatás, magneto-optikai hatás, hő-optikai hatás és így tovább felhasználásával valósíthatók meg az integrált optikai út összetételében.
2. Az integrált optika kutatása és alkalmazása
Az integrált optikát széles körben használják különféle területeken, például az iparban, a katonai és a gazdaságban, de elsősorban a következő szempontokban használják:
1. Kommunikáció és optikai hálózatok
Az optikai integrált eszközök a kulcsfontosságú hardver a nagy sebességű és nagy kapacitású optikai kommunikációs hálózatok megvalósításához, ideértve a nagysebességű integrált lézerforrást, a hullámvezető rácsos tömb sűrű hullámhossz-megosztási multiplexerét, a keskeny sávú válasz integrált fotodetektorát, az útválasztási hullámhossz-konvertert, a gyors válasz optikai kapcsoló mátrixot, az alacsony veszteségű többszörös hozzáférésű hullámválasztó gerendát.
2. Fotonikus számítógép
Az úgynevezett Photon számítógép olyan számítógép, amely fényt használ az információ átviteli közegének. A fotonok olyan bozonok, amelyeknek nincs elektromos töltése, és a fénysugarak párhuzamosan vagy keresztbe kerülhetnek anélkül, hogy befolyásolnák egymást, amelynek veleszületett képessége nagy párhuzamos feldolgozással rendelkezik. A fotonikus számítógépnek előnyei vannak a nagy információs tárolási kapacitás, az erős interferenciaellenes képesség, az alacsony környezeti feltételekre vonatkozó követelmények és az erős hibatűrés előnyeivel is. A fotonikus számítógépek legalapvetőbb funkcionális alkotóelemei az integrált optikai kapcsolók és az integrált optikai logikai komponensek.
3. Egyéb alkalmazások, például optikai információs processzor, száloptikai érzékelő, szálas rácsérzékelő, száloptikai giroszkóp stb.
A postai idő: június-28-2023