Ang konsepto ng pinagsamang optika ay inilagay ni Dr. Miller ng Bell Laboratories noong 1969. Ang pinagsamang optika ay isang bagong paksa na nag-aaral at nagdedebelop ng mga optical device at hybrid optical electronic device system gamit ang pinagsama-samang pamamaraan batay sa optoelectronics at microelectronics.Ang teoretikal na batayan ng integrated optics ay optika at optoelectronics, na kinasasangkutan ng wave optics at information optics, nonlinear optics, semiconductor optoelectronics, crystal optics, thin film optics, guided wave optics, coupled mode at parametric interaction theory, thin film optical waveguide device at system.Ang teknolohikal na batayan ay pangunahing teknolohiya ng manipis na pelikula at teknolohiyang microelectronics.Ang larangan ng aplikasyon ng pinagsamang optika ay napakalawak, bilang karagdagan sa komunikasyon ng optical fiber, teknolohiya ng optical fiber sensing, pagproseso ng optical na impormasyon, optical computer at optical storage, mayroong iba pang mga larangan, tulad ng pananaliksik sa agham ng materyal, mga optical na instrumento, parang multo na pananaliksik.
Una, pinagsamang optical advantage
1. Paghahambing sa mga discrete optical device system
Ang discrete optical device ay isang uri ng optical device na naayos sa isang malaking platform o optical base upang bumuo ng optical system.Ang laki ng system ay nasa pagkakasunud-sunod ng 1m2, at ang kapal ng beam ay mga 1cm.Bilang karagdagan sa malaking sukat nito, ang pagpupulong at pagsasaayos ay mas mahirap din.Ang pinagsamang optical system ay may mga sumusunod na pakinabang:
1. Ang mga light wave ay kumakalat sa optical waveguides, at ang mga light wave ay madaling kontrolin at mapanatili ang kanilang enerhiya.
2. Ang pagsasama ay nagdudulot ng matatag na pagpoposisyon.Tulad ng nabanggit sa itaas, inaasahan ng pinagsamang optika na gumawa ng ilang mga aparato sa parehong substrate, kaya walang mga problema sa pagpupulong na mayroon ang mga discrete optika, upang ang kumbinasyon ay maging matatag, upang ito ay mas madaling ibagay sa mga kadahilanan sa kapaligiran tulad ng vibration at temperatura .
(3) Ang laki ng device at haba ng pakikipag-ugnayan ay pinaikli;Ang nauugnay na electronics ay nagpapatakbo din sa mas mababang mga boltahe.
4. Mataas na densidad ng kapangyarihan.Ang ilaw na ipinadala sa kahabaan ng waveguide ay nakakulong sa isang maliit na lokal na espasyo, na nagreresulta sa isang mataas na optical power density, na madaling maabot ang kinakailangang mga limitasyon ng pagpapatakbo ng device at gumagana sa mga nonlinear na optical effect.
5. Ang pinagsamang optika ay karaniwang isinama sa isang sentimetro-scale na substrate, na maliit sa laki at magaan ang timbang.
2. Paghahambing sa mga integrated circuit
Ang mga pakinabang ng optical integration ay maaaring nahahati sa dalawang aspeto, ang isa ay upang palitan ang integrated electronic system (integrated circuit) sa integrated optical system (integrated optical circuit);Ang isa pa ay nauugnay sa optical fiber at dielectric plane optical waveguide na gumagabay sa light wave sa halip na wire o coaxial cable upang magpadala ng signal.
Sa isang pinagsamang optical path, ang mga optical na elemento ay nabuo sa isang wafer substrate at konektado sa pamamagitan ng optical waveguides na nabuo sa loob o sa ibabaw ng substrate.Ang pinagsamang optical path, na nagsasama ng optical elements sa parehong substrate sa anyo ng manipis na pelikula, ay isang mahalagang paraan upang malutas ang miniaturization ng orihinal na optical system at mapabuti ang pangkalahatang pagganap.Ang pinagsamang aparato ay may mga pakinabang ng maliit na sukat, matatag at maaasahang pagganap, mataas na kahusayan, mababang paggamit ng kuryente at madaling paggamit.
Sa pangkalahatan, ang mga bentahe ng pagpapalit ng mga integrated circuit na may integrated optical circuit ay kinabibilangan ng pagtaas ng bandwidth, wavelength division multiplexing, multiplex switching, maliit na pagkawala ng coupling, maliit na sukat, magaan ang timbang, mababang paggamit ng kuryente, mahusay na batch preparation economy, at mataas na pagiging maaasahan.Dahil sa iba't ibang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng liwanag at bagay, ang mga bagong function ng device ay maaari ding maisakatuparan sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang pisikal na epekto tulad ng photoelectric effect, electro-optical effect, acousto-optical effect, magneto-optical effect, thermo-optical effect at iba pa sa ang komposisyon ng pinagsamang optical path.
2. Pananaliksik at aplikasyon ng pinagsamang optika
Ang pinagsamang optika ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan tulad ng industriya, militar at ekonomiya, ngunit ito ay pangunahing ginagamit sa mga sumusunod na aspeto:
1. Komunikasyon at optical network
Ang mga optical integrated device ay ang pangunahing hardware upang mapagtanto ang mataas na bilis at malaking kapasidad na optical communication network, kabilang ang high-speed response integrated laser source, waveguide grating array siksik na wavelength division multiplexer, narrowband response integrated photodetector, routing wavelength converter, fast response optical switching matrix, mababang pagkawala ng maramihang access waveguide beam splitter at iba pa.
2. Photonic na computer
Ang tinatawag na photon computer ay isang computer na gumagamit ng liwanag bilang medium transmission ng impormasyon.Ang mga photon ay boson, na walang electric charge, at ang mga light beam ay maaaring pumasa nang magkatulad o tumatawid nang hindi naaapektuhan ang isa't isa, na may likas na kakayahan ng mahusay na parallel na pagproseso.Ang photonic computer ay mayroon ding mga bentahe ng malaking kapasidad ng pag-iimbak ng impormasyon, malakas na kakayahan sa anti-interference, mababang mga kinakailangan para sa mga kondisyon sa kapaligiran, at malakas na pagpapahintulot sa kasalanan.Ang pinakapangunahing functional na bahagi ng mga photonic na computer ay pinagsamang optical switch at pinagsamang optical logic na bahagi.
3. Iba pang mga application, tulad ng optical information processor, fiber optic sensor, fiber grating sensor, fiber optic gyroscope, atbp.
Oras ng post: Hun-28-2023