Integroidun optiikan käsitteen esitti Dr. Miller Bell Laboratoriesista vuonna 1969. Integroidut optiikat ovat uusi aihe, joka tutkii ja kehittää optisia laitteita ja hybridi -optisia elektronisia laitejärjestelmiä integroitujen menetelmien avulla optoelektroniikan ja mikroelektroniikan perusteella. Integroidun optiikan teoreettinen perusta on optiikka ja optoelektroniikka, johon osallistuvat aaltooptiikan ja tietooptiikan, epälineaarisen optiikan, puolijohdeoptoelektroniikan, kristallioptiikan, ohutkalvooptiikan, ohjatun aaltooptiikan, kytketyn tilan ja parametrisen vuorovaikutusteorian, ohuiden kalvojen optiset aaltoputkilaitteet ja järjestelmät. Teknologinen perusta on pääasiassa ohutkalvotekniikka ja mikroelektroniikkatekniikka. Integroidun optiikan sovelluskenttä on erittäin laaja optisen kuituviestinnän, optisen kuidun tunnistustekniikan, optisen tietojenkäsittelyn, optisen tietokoneen ja optisen tallennuksen lisäksi, on muitakin kenttiä, kuten materiaalitieteen tutkimus, optiset instrumentit, spektritutkimus.
Ensinnäkin integroidut optiset edut
1. Vertailu erillisiin optisiin laitejärjestelmiin
Diskreetti optinen laite on eräänlainen optinen laite, joka on kiinnitetty suurelle alustalle tai optiselle pohjalle optisen järjestelmän muodostamiseksi. Järjestelmän koko on luokkaa 1m2 ja palkin paksuus on noin 1 cm. Suuren koon lisäksi kokoonpano ja säätö ovat myös vaikeampia. Integroidulla optisella järjestelmällä on seuraavat edut:
1. Kevyet aallot etenevät optisissa aaltojohdoissa, ja kevyet aallot ovat helppo hallita ja ylläpitää niiden energiaa.
2. integraatio tuo vakaan paikannuksen. Kuten edellä mainittiin, integroitu optiikka odottaa tekevänsä useita laitteita samassa substraatissa, joten erillisellä optiikalla ei ole kokoonpanon ongelmia, jotta yhdistelmä voi olla vakaa, joten se on myös mukautuvampi ympäristötekijöihin, kuten värähtely ja lämpötila.
(3) laitteen koko ja vuorovaikutuspituus lyhennetään; Liittyvä elektroniikka toimii myös alhaisemmilla jännitteillä.
4. Suuritehoiden tiheys. Aaltojohtoa pitkin lähetetty valo rajoittuu pieneen paikalliseen tilaan, mikä johtaa korkeaan optiseen tehotiheyteen, joka on helppo saavuttaa tarvittavat laitteen käyttökynnykset ja toimii epälineaarisilla optisilla vaikutuksilla.
5. Integroitu optiikka on yleensä integroitu senttimetrin mittakaavalle substraatille, joka on pieni koko ja paino.
2. Vertailu integroituihin piireihin
Optisen integraation edut voidaan jakaa kahteen näkökohtaan, toinen on korvata integroitu elektroninen järjestelmä (integroitu piiri) integroituun optiseen järjestelmään (integroitu optinen piiri); Toinen liittyy optiseen kuitu- ja dielektriseen tasoon optiseen aaltojohtoon, joka ohjaa valon aaltoa langan tai koaksiaalikaapelin sijasta signaalin lähettämiseksi.
Integroidulla optisella polulla optiset elementit muodostetaan kiekko -substraatille ja kytketään optisilla aaltojohtoilla, jotka on muodostettu substraatin sisälle tai pinnalle. Integroitu optinen polku, joka integroi optiset elementit samaan substraattiin ohuen kalvon muodossa, on tärkeä tapa ratkaista alkuperäisen optisen järjestelmän miniatyrisointi ja parantaa yleistä suorituskykyä. Integroidulla laitteella on edut pienen koon, vakaan ja luotettavan suorituskyvyn, korkean hyötysuhteen, pienen virrankulutuksen ja helpon käytön.
Integroitujen piirien korvaamisen etuihin integroituilla optisilla piireillä on yleensä etuja, ovat lisääntynyt kaistanleveys, aallonpituuden jakautumisen multipleksointi, multipleksointi, pieni kytkentähäviö, pieni koko, kevyt, pieni virrankulutus, hyvä erävalmistustalous ja korkea luotettavuus. Valon ja aineen välisten erilaisten vuorovaikutusten vuoksi uudet laitefunktiot voidaan myös toteuttaa käyttämällä erilaisia fysikaalisia vaikutuksia, kuten fotoelektrinen vaikutus, elektro-optinen vaikutus, akustooptinen vaikutus, magneto-optinen vaikutus, lämpöoptinen vaikutus ja niin edelleen integroidun optisen polun koostumuksessa.
2. integroidun optiikan tutkimus ja soveltaminen
Integroitua optiikkaa käytetään laajasti eri aloilla, kuten teollisuus, armeija ja talous, mutta sitä käytetään pääasiassa seuraavissa näkökohdissa:
1. Viestintä- ja optiset verkot
Optiset integroidut laitteet ovat avainlaitteita, jotka toteuttavat suurten nopeuden ja suuren kapasiteetin optiset viestintäverkot, mukaan lukien nopea vaste integroitu laserlähde, aaltojohtoryhmäjärjestelmä tiheä aallonpituusjakautuva multiplekseri, kapeakaistainen vaste integroitu valodetektori, reititys aallonpituusmuuntimella, nopealla vasteella optisen kytkentämatriisin, matalan menetyksen monen pääsyn aaltoputken säteen jakajalle ja niin.
14. fotoninen tietokone
Niin kutsuttu fotonitietokone on tietokone, joka käyttää valoa tiedonsiirtovälineenä. Fotonit ovat bosoneja, joissa ei ole sähkövarausta, ja valonsäteet voivat kulkea yhdensuuntaisesti tai ristit vaikuttamatta toisiinsa, mikä on luontainen kyky suurelle rinnakkaiselle prosessoinnille. Fotonisella tietokoneella on myös etuja suuren tiedon tallennuskapasiteetin, voimakkaan häiriöiden vastaisen kyvyn, alhaiset ympäristöolosuhteiden vaatimukset ja vahva vikatoleranssi. Fotonisten tietokoneiden perusfunktionaaliset komponentit ovat integroidut optiset kytkimet ja integroidut optiset logiikkakomponentit.
3. Muut sovellukset, kuten optinen tietoprosessori, kuituoptinen anturi, kuitujen ritiläanturi, kuituoptinen gyroskooppi jne.
Viestin aika: kesäkuu-28-2023