Integreeritud optika kontseptsiooni esitas Dr. Miller ettevõttest Bell Laboratories 1969. aastal. Integreeritud optika on uus õppeaine, mis uurib ja arendab optilisi seadmeid ja hübriidoptilisi elektroonikaseadmeid kasutades integreeritud meetodeid optoelektroonika ja mikroelektroonika baasil. Integreeritud optika teoreetiliseks aluseks on optika ja optoelektroonika, mis hõlmab laineoptikat ja infooptikat, mittelineaarset optikat, pooljuhtide optoelektroonikat, kristalloptikat, õhukese kile optikat, juhitud laineoptikat, siderežiimi ja parameetrilise interaktsiooni teooriat, õhukese kile optilise lainejuhi seadmeid ja süsteeme. Tehnoloogiliseks aluseks on peamiselt õhukese kile tehnoloogia ja mikroelektroonika tehnoloogia. Integreeritud optika rakendusala on väga lai, lisaks kiudoptilisele sidele, optilise kiu sensori tehnoloogiale, optilisele teabetöötlusele, optilisele arvutile ja optilisele salvestamisele on ka teisi valdkondi, näiteks materjaliteaduse uuringud, optilised instrumendid, spektriuuringud.
Esiteks integreeritud optilised eelised
1. Võrdlus diskreetsete optiliste seadmete süsteemidega
Diskreetne optiline seade on teatud tüüpi optiline seade, mis on optilise süsteemi moodustamiseks kinnitatud suurele platvormile või optilisele alusele. Süsteemi suurus on suurusjärgus 1m2 ja tala paksus ca 1cm. Lisaks suurele suurusele on keerulisem ka kokkupanek ja reguleerimine. Integreeritud optilisel süsteemil on järgmised eelised:
1. Valguslained levivad optilistes lainejuhtides ning valguslaineid on lihtne juhtida ja oma energiat säilitada.
2. Integratsioon toob kaasa stabiilse positsioneerimise. Nagu eespool mainitud, loodab integreeritud optika teha mitu seadet samale põhimikule, nii et diskreetse optikaga ei teki kokkupanekuprobleeme, nii et kombinatsioon võib olla stabiilne, nii et see on paremini kohanemisvõimeline ka keskkonnateguritega, nagu vibratsioon ja temperatuur. .
(3) Seadme suurust ja interaktsiooni pikkust on lühendatud; Seotud elektroonika töötab ka madalamal pingel.
4. Suur võimsustihedus. Mööda lainejuhti edastatav valgus on piiratud väikese lokaalse ruumiga, mille tulemuseks on kõrge optiline võimsustihedus, mille abil on lihtne saavutada vajalikke seadme tööläve ja töötada mittelineaarsete optiliste efektidega.
5. integreeritud optika on üldiselt integreeritud sentimeetri suurusele aluspinnale, mis on väikese suurusega ja kerge.
2. Võrdlus integraallülitustega
Optilise integratsiooni eelised võib jagada kahte aspekti, üks on integreeritud elektroonikasüsteemi (integraallülitus) asendamine integreeritud optilise süsteemiga (integreeritud optiline lülitus); Teine on seotud optilise kiu ja dielektrilise tasapinnaga optilise lainejuhiga, mis juhivad signaali edastamiseks valguslainet traadi või koaksiaalkaabli asemel.
Integreeritud optilisel teel moodustatakse optilised elemendid plaadisubstraadile ja ühendatakse substraadi sisse või pinnale moodustatud optiliste lainejuhtidega. Integreeritud optiline tee, mis integreerib samal substraadil olevaid optilisi elemente õhukese kile kujul, on oluline viis algse optilise süsteemi miniaturiseerimise lahendamiseks ja üldise jõudluse parandamiseks. Integreeritud seadme eelisteks on väike suurus, stabiilne ja usaldusväärne jõudlus, kõrge efektiivsus, madal energiatarve ja lihtne kasutamine.
Üldiselt hõlmavad integraallülituste asendamise eelised integreeritud optiliste lülitustega suurenenud ribalaiust, lainepikkusjaotusega multipleksimist, multipleksimist, väikest sidestuskadu, väikest suurust, kerget kaalu, väikest energiatarve, head partii ettevalmistamise säästlikkust ja suurt töökindlust. Valguse ja aine erinevate vastastikmõjude tõttu saab seadme uusi funktsioone realiseerida ka erinevate füüsikaliste efektide abil, nagu fotoelektriline efekt, elektro-optiline efekt, akusto-optiline efekt, magneto-optiline efekt, termo-optiline efekt ja nii edasi. integreeritud optilise tee koostis.
2. Integreeritud optika uurimine ja rakendamine
Integreeritud optikat kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, nagu tööstus, sõjandus ja majandus, kuid seda kasutatakse peamiselt järgmistes aspektides:
1. Side- ja optilised võrgud
Optilised integreeritud seadmed on võtmetähtsusega riistvara kiirete ja suure võimsusega optiliste sidevõrkude realiseerimiseks, sealhulgas kiire reageerimisega integreeritud laserallikas, lainejuhivõre massiivi tiheda lainepikkusjaotusega multiplekser, kitsasriba vastusega integreeritud fotodetektor, marsruutimislainepikkuse muundur, kiire reageerimisega optiline lülitusmaatriks, väikese kadudega mitme juurdepääsuga lainejuhikiire jaotur ja nii edasi.
2. Fotoonarvuti
Nn footonarvuti on arvuti, mis kasutab teabe edastamise kandjana valgust. Footonid on bosonid, millel puudub elektrilaeng ja valguskiired võivad läbida paralleelselt või ristuda ilma üksteist mõjutamata, millel on loomupärane võime paralleelselt töödelda. Fotoonilise arvuti eelisteks on ka suur teabesalvestusmaht, tugev häiretevastane võime, madalad nõuded keskkonnatingimustele ja tugev rikketaluvus. Fotoonarvutite kõige põhilisemad funktsionaalsed komponendid on integreeritud optilised lülitid ja integreeritud optilised loogikakomponendid.
3. Muud rakendused, nagu optiline teabeprotsessor, fiiberoptiline andur, kiudresti andur, fiiberoptiline güroskoop jne.
Postitusaeg: 28. juuni 2023