Koncept integrovanej optiky predložil Dr. Miller z Bell Laboratories v roku 1969. Integrovaná optika je nový subjekt, ktorý študuje a vyvíja optické zariadenia a hybridné optické elektronické systémy s použitím integrovaných metód na základe optoelektroniky a mikroelektroniky. Teoretickým základom integrovanej optiky je optika a optoelektronika, zahŕňajúca optiku a informačnú optiku vlny, nelineárnu optiku, polovodičovú optoelektroniku, kryštálovú optiku, optiku tenkého filmu, optiku so sprievodcom vlny a systémy so sprievodcom. Technologickým základom je hlavne technológia tenkých filmov a technológia mikroelektroniky. Aplikačná oblasť integrovanej optiky je veľmi široká, okrem optickej komunikácie vlákien, technológie snímania optických vlákien, optického spracovania informácií, optického počítača a optického úložiska existujú aj ďalšie oblasti, ako napríklad výskum materiálovej vedy, optické nástroje, spektrálny výskum.
Po prvé, integrované optické výhody
1. Porovnanie s diskrétnymi systémami optických zariadení
Diskrétne optické zariadenie je typ optického zariadenia pripevneného na veľkej platforme alebo optickej základni na vytvorenie optického systému. Veľkosť systému je rádovo 1 m2 a hrúbka lúča je asi 1 cm. Okrem veľkej veľkosti sú montáž a úpravy tiež zložitejšie. Integrovaný optický systém má tieto výhody:
1. Ľahké vlny sa šíria optickými vlnovodmi a ľahké vlny sa dajú ľahko ovládať a udržiavať svoju energiu.
2. Integrácia prináša stabilné umiestnenie. Ako je uvedené vyššie, integrovaná optika očakáva, že vytvorí niekoľko zariadení na rovnakom substráte, takže neexistujú žiadne problémy s montážou, ktoré majú diskrétna optika, aby táto kombinácia mohla byť stabilná, takže je tiež prispôsobiteľnejšia aj environmentálnym faktorom, ako sú vibrácie a teplota.
(3) veľkosť a dĺžka interakcie zariadenia sa skrátia; Pridružená elektronika tiež pracuje pri nižších napätiach.
4. Vysoká hustota energie. Svetlo prenášané pozdĺž vlnovodu je obmedzené na malý lokálny priestor, čo vedie k vysokej hustote optickej energie, ktorá je ľahko dosiahnuteľná potrebná prahová hodnota prevádzky a pracuje s nelineárnymi optickými účinkami.
5. Integrovaná optika sa vo všeobecnosti integruje na substráte v centimetri, ktorý má malú veľkosť a svetlo s hmotnosťou.
2. Porovnanie s integrovanými obvodmi
Výhody optickej integrácie možno rozdeliť do dvoch aspektov, jedným je nahradiť integrovaný elektronický systém (integrovaný obvod) integrovaným optickým systémom (integrovaný optický obvod); Druhý sa týka optického vlnovodu optického vlákna a dielektrickej roviny, ktorý usmerňuje svetelnú vlnu namiesto drôtu alebo koaxiálneho kábla na prenos signálu.
V integrovanej optickej ceste sa optické prvky tvoria na substráte doštičiek a sú spojené optickými vlnovodami vytvorenými vo vnútri alebo na povrchu substrátu. Integrovaná optická cesta, ktorá integruje optické prvky na rovnakom substráte vo forme tenkého filmu, je dôležitým spôsobom, ako vyriešiť miniaturizáciu pôvodného optického systému a zlepšiť celkový výkon. Integrované zariadenie má výhody malej veľkosti, stabilného a spoľahlivého výkonu, vysokej účinnosti, nízkej spotreby energie a ľahké použitie.
Všeobecne platí, že výhody nahradenia integrovaných obvodov integrovanými optickými obvodmi zahŕňajú zvýšenú šírku pásma, multiplexovanie divízie vlnových dĺžok, multiplexné prepínanie, strata malého spojenia, malú veľkosť, ľahkú hmotnosť, nízku spotrebu energie, dobrú ekonomiku prípravy dávky a vysokú spoľahlivosť. Vďaka rôznym interakciám medzi svetlom a hmotou sa môžu funkcie nových zariadení uskutočniť aj pomocou rôznych fyzikálnych efektov, ako je fotoelektrický efekt, elektrooptický efekt, akustooptický efekt, magnetooptický účinok, termooptický účinok a tak na zloženie integrovanej optickej dráhy.
2. Výskum a aplikácia integrovanej optiky
Integrovaná optika sa široko používa v rôznych oblastiach, ako je priemysel, vojenská a ekonomika, ale používa sa hlavne v týchto aspektoch:
1. Komunikácia a optické siete
Optické integrované zariadenia sú kľúčovým hardvérom na realizáciu vysokorýchlostných a veľkých kapacitných optických komunikačných sietí, vrátane vysoko rýchlostného integrovaného zdroja laserového laseru, vlnového mriežkového poľa hustého vlnového dĺžky, delenia delenia úzkopásmového odozvy, integrovaného fotodetektora Fotodetector, smerovacej vlnovej dĺžky rýchleho odozvy Opticking Optical Matrix s nízkou stratou viacerých prístupových vlnovodných vlnových vlnovodov a tak ON.
2. Fotonický počítač
Takzvaný počítač fotónov je počítač, ktorý používa svetlo ako prenosové médium informácií. Fotóny sú bozóny, ktoré nemajú elektrický náboj, a ľahké lúče môžu prejsť rovnobežným alebo krížom bez toho, aby sa navzájom ovplyvňovali, čo má vrodenú schopnosť veľkého paralelného spracovania. Fotonický počítač má tiež výhody veľkej kapacity ukladania informácií, silných anti-interferenčných schopností, nízkych požiadaviek na podmienky prostredia a silnú toleranciu porúch. Najzákladnejšími funkčnými komponentmi fotonických počítačov sú integrované optické prepínače a integrované optické logické komponenty.
3. Ostatné aplikácie, ako napríklad optický informačný procesor, senzor optického vlákna, senzor mriežky vlákien, gyroskop optického vlákna, atď.
Čas príspevku: jún-28-2023