Az integrált optika koncepcióját Dr. Miller, a Bell Laboratories-től 1969-ben terjesztette elő. Az integrált optika egy új tárgy, amely optikai eszközöket és hibrid optikai elektronikai eszközrendszereket tanulmányoz és fejleszt integrált módszerekkel az optoelektronika és mikroelektronika alapján.Az integrált optika elméleti alapja az optika és az optoelektronika, amely magában foglalja a hullámoptikát és az információs optikát, a nemlineáris optikát, a félvezető optoelektronikát, a kristályoptikát, a vékonyréteg-optikát, a vezetett hullámoptikát, a csatolt módú és parametrikus kölcsönhatás elméletét, a vékonyréteg optikai hullámvezető eszközöket és rendszereket.A technológiai alap elsősorban a vékonyréteg-technológia és a mikroelektronikai technológia.Az integrált optika alkalmazási területe igen széles, az optikai szálas kommunikáción, az optikai szálérzékelő technológián, az optikai információfeldolgozáson, az optikai számítógépen és az optikai tároláson kívül vannak más területek is, például anyagtudományi kutatás, optikai műszerek, spektrális kutatás.
Először is, az integrált optikai előnyök
1. Összehasonlítás diszkrét optikai eszközrendszerekkel
A diszkrét optikai eszköz egyfajta optikai eszköz, amely egy nagy platformra vagy optikai alapra van rögzítve optikai rendszer kialakítására.A rendszer mérete 1m2 nagyságrendű, a gerenda vastagsága kb.1cm.Nagy mérete mellett az összeszerelés és beállítás is nehezebb.Az integrált optikai rendszernek a következő előnyei vannak:
1. A fényhullámok optikai hullámvezetőkben terjednek, a fényhullámok energiáját könnyű szabályozni és fenntartani.
2. Az integráció stabil pozicionálást biztosít.Mint fentebb említettük, az integrált optika azt várja, hogy több eszközt is készítsen ugyanazon a hordozón, így nincsenek összeszerelési problémák, amelyek a diszkrét optikával rendelkeznek, így a kombináció stabil lehet, így jobban alkalmazkodik a környezeti tényezőkhöz, például a rezgésekhez és a hőmérséklethez. .
(3) Az eszköz mérete és interakciós hossza lerövidül;A hozzá tartozó elektronika alacsonyabb feszültségen is működik.
4. Nagy teljesítménysűrűség.A hullámvezető mentén átbocsátott fény kis lokális térre korlátozódik, ami nagy optikai teljesítménysűrűséget eredményez, amivel könnyen elérhetők a szükséges eszközök működési küszöbei és nemlineáris optikai effektusokkal dolgozhatunk.
5. Az integrált optikát általában egy centiméteres méretű hordozóra építik be, amely kis méretű és könnyű.
2. Összehasonlítás integrált áramkörökkel
Az optikai integráció előnyei két szempontra oszthatók, az egyik az integrált elektronikus rendszer (integrált áramkör) helyettesítése az integrált optikai rendszerrel (integrált optikai áramkör);A másik az optikai szálhoz és a dielektromos síkú optikai hullámvezetőhöz kapcsolódik, amely vezeték vagy koaxiális kábel helyett a fényhullámot vezeti a jel továbbítására.
Egy integrált optikai úton az optikai elemeket egy szelethordozón alakítják ki, és a hordozó belsejében vagy felületén kialakított optikai hullámvezetőkkel kapcsolják össze.Az integrált optikai út, amely az optikai elemeket ugyanazon a hordozón vékony film formájában integrálja, fontos módja az eredeti optikai rendszer miniatürizálásának megoldásának és az általános teljesítmény javításának.Az integrált eszköz előnye a kis méret, a stabil és megbízható teljesítmény, a nagy hatékonyság, az alacsony energiafogyasztás és a könnyű használat.
Általánosságban elmondható, hogy az integrált áramkörök integrált optikai áramkörökre való cseréjének előnyei közé tartozik a megnövekedett sávszélesség, a hullámhosszosztásos multiplexelés, a multiplex kapcsolás, a csekély csatolási veszteség, a kis méret, a könnyű súly, az alacsony energiafogyasztás, a jó adag-előkészítési gazdaságosság és a nagy megbízhatóság.A fény és az anyag közötti különféle kölcsönhatások miatt új eszközfunkciók is megvalósíthatók különféle fizikai effektusokkal, mint például fotoelektromos effektus, elektro-optikai effektus, akuszto-optikai effektus, magneto-optikai effektus, termooptikai effektus stb. az integrált optikai út összetétele.
2. Integrált optika kutatása és alkalmazása
Az integrált optikát széles körben használják különféle területeken, például az iparban, a katonai és a gazdaságban, de főként a következő területeken használják:
1. Kommunikációs és optikai hálózatok
Az optikai integrált eszközök a kulcsfontosságú hardverek a nagy sebességű és nagy kapacitású optikai kommunikációs hálózatok megvalósításához, beleértve a nagy sebességű válaszjelű integrált lézerforrást, a hullámvezető rácssor sűrű hullámhossz-osztásos multiplexert, a keskeny sávú válaszjelű integrált fotodetektort, az útválasztó hullámhossz-átalakítót, a gyors reagálású optikai kapcsolómátrixot, alacsony veszteségű többszörös hozzáférésű hullámvezető nyalábosztó és így tovább.
2. Fotonikus számítógép
Az úgynevezett fotonszámítógép egy olyan számítógép, amely fényt használ információátviteli közegként.A fotonok bozonok, amelyeknek nincs elektromos töltése, és a fénysugarak párhuzamosan haladhatnak vagy keresztezhetik egymást anélkül, hogy befolyásolnák egymást, ami a veleszületett nagy párhuzamos feldolgozási képességgel bír.A fotonikus számítógép előnye a nagy információtároló kapacitás, az erős interferencia-ellenes képesség, a környezeti feltételekkel szembeni alacsony követelmények és az erős hibatűrés.A fotonikus számítógépek legalapvetőbb funkcionális komponensei az integrált optikai kapcsolók és az integrált optikai logikai komponensek.
3. Egyéb alkalmazások, például optikai információs processzor, száloptikai érzékelő, szálrács-érzékelő, száloptikai giroszkóp stb.
Feladás időpontja: 2023. június 28