Ang konsepto ng integrated optika ay ipinasa ni Dr. Miller ng Bell Laboratories noong 1969. Ang integrated optika ay isang bagong paksa na pag -aaral at bubuo ng mga optical na aparato at hybrid optical electronic na aparato ng aparato gamit ang mga pinagsamang pamamaraan batay sa optoelectronics at microelectronics. Ang teoretikal na batayan ng integrated optika ay optika at optoelectronics, na kinasasangkutan ng mga optika ng alon at mga optika ng impormasyon, nonlinear optika, semiconductor optoelectronics, crystal optika, manipis na optika ng pelikula, gabay na alon ng optika ng alon, kaakibat na mode at parametric na pakikipag -ugnay sa teorya, mga aparato ng optical waveguide na aparato at mga sistema. Ang teknolohikal na batayan ay pangunahing manipis na teknolohiya ng pelikula at teknolohiya ng microelectronics. Ang larangan ng application ng integrated optika ay napakalawak, bilang karagdagan sa optical fiber komunikasyon, optical fiber sensing na teknolohiya, pagproseso ng optical na impormasyon, optical computer at optical storage, mayroong iba pang mga larangan, tulad ng materyal na pananaliksik sa agham, optical instrumento, spectral research.
Una, isinama ang mga bentahe ng optical
1. Paghahambing sa mga discrete optical system system
Ang discrete optical na aparato ay isang uri ng optical na aparato na naayos sa isang malaking platform o optical base upang makabuo ng isang optical system. Ang laki ng system ay nasa pagkakasunud -sunod ng 1m2, at ang kapal ng beam ay halos 1cm. Bilang karagdagan sa malaking sukat nito, ang pagpupulong at pagsasaayos ay mas mahirap din. Ang integrated optical system ay may mga sumusunod na pakinabang:
1. Ang mga light waves ay nagpapalaganap sa mga optical waveguides, at ang mga light waves ay madaling kontrolin at mapanatili ang kanilang enerhiya.
2. Ang pagsasama ay nagdudulot ng matatag na pagpoposisyon. Tulad ng nabanggit sa itaas, inaasahan ng integrated optika na gumawa ng ilang mga aparato sa parehong substrate, kaya walang mga problema sa pagpupulong na may discrete optika, upang ang kumbinasyon ay maaaring maging matatag, upang ito ay mas madaling iakma sa mga kadahilanan sa kapaligiran tulad ng panginginig ng boses at temperatura.
(3) Ang laki ng aparato at haba ng pakikipag -ugnay ay pinaikling; Ang nauugnay na elektronika ay nagpapatakbo din sa mas mababang mga boltahe.
4. Mataas na density ng kapangyarihan. Ang ilaw na ipinadala sa kahabaan ng waveguide ay nakakulong sa isang maliit na lokal na puwang, na nagreresulta sa isang mataas na optical power density, na madaling maabot ang kinakailangang mga operating threshold ng aparato at magtrabaho kasama ang mga nonlinear optical effects.
5. Ang integrated optika ay karaniwang isinama sa isang sentimetro-scale na substrate, na maliit sa laki at ilaw sa timbang.
2. Paghahambing sa mga integrated circuit
Ang mga bentahe ng optical na pagsasama ay maaaring nahahati sa dalawang aspeto, ang isa ay upang palitan ang integrated electronic system (integrated circuit) kasama ang integrated optical system (integrated optical circuit); Ang iba pa ay nauugnay sa optical fiber at dielectric plane optical waveguide na gumagabay sa light wave sa halip na wire o coaxial cable upang maipadala ang signal.
Sa isang pinagsamang optical path, ang mga optical na elemento ay nabuo sa isang wafer substrate at konektado sa pamamagitan ng mga optical waveguides na nabuo sa loob o sa ibabaw ng substrate. Ang integrated optical path, na nagsasama ng mga optical na elemento sa parehong substrate sa anyo ng manipis na pelikula, ay isang mahalagang paraan upang malutas ang miniaturization ng orihinal na optical system at pagbutihin ang pangkalahatang pagganap. Ang pinagsamang aparato ay may mga pakinabang ng maliit na sukat, matatag at maaasahang pagganap, mataas na kahusayan, mababang pagkonsumo ng kuryente at madaling paggamit.
Sa pangkalahatan, ang mga bentahe ng pagpapalit ng mga integrated circuit na may integrated optical circuit ay kasama ang pagtaas ng bandwidth, wavelength division multiplexing, multiplex switch, maliit na pagkawala ng pagkabit, maliit na sukat, magaan na timbang, mababang pagkonsumo ng kuryente, mahusay na ekonomiya ng paghahanda ng batch, at mataas na pagiging maaasahan. Dahil sa iba't ibang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng ilaw at bagay, ang mga bagong pag-andar ng aparato ay maaari ring maisakatuparan sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga pisikal na epekto tulad ng photoelectric effect, electro-optical effect, acousto-optical effect, magneto-optical effect, thermo-optical effect at iba pa sa komposisyon ng pinagsamang optical path.
2. Pananaliksik at aplikasyon ng integrated optika
Ang pinagsamang optika ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan tulad ng industriya, militar at ekonomiya, ngunit pangunahing ginagamit ito sa mga sumusunod na aspeto:
1. Komunikasyon at Optical Networks
Ang mga optical integrated na aparato ay ang pangunahing hardware upang mapagtanto ang mataas na bilis at malaking kapasidad na optical network ng komunikasyon, kabilang ang high-speed na tugon na pinagsama ang laser source, waveguide grating array siksik na haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng pag-ruta ng pagtugon,
2. Photonic Computer
Ang tinatawag na photon computer ay isang computer na gumagamit ng ilaw bilang daluyan ng paghahatid ng impormasyon. Ang mga photon ay mga boson, na walang singil sa kuryente, at ang mga light beam ay maaaring pumasa sa kahanay o tumawid nang hindi nakakaapekto sa bawat isa, na may likas na kakayahan ng mahusay na pagproseso ng kahanay. Ang Photonic computer ay mayroon ding mga pakinabang ng malaking kapasidad ng imbakan ng impormasyon, malakas na kakayahan sa anti-panghihimasok, mababang mga kinakailangan para sa mga kondisyon ng kapaligiran, at malakas na pagpapaubaya sa kasalanan. Ang pinaka pangunahing mga functional na sangkap ng mga photonic computer ay isinama ang mga optical switch at integrated optical logic na mga sangkap.
3. Iba pang mga aplikasyon, tulad ng optical information processor, hibla optic sensor, fiber grating sensor, hibla optic gyroscope, atbp.
Oras ng Mag-post: Hunyo-28-2023