Концепция интегрированной оптики была выдвинута доктором Миллером из Bell Laboratories в 1969 году. Integrated Optics - это новый предмет, который изучает и разрабатывает оптические устройства и гибридные оптические системы электронных устройств с использованием интегрированных методов на основе оптоэлектроники и микроэлектроники. Теоретической основой интегрированной оптики является оптика и оптоэлектроника, включающая оптику волны и информационную оптику, нелинейную оптику, полупроводниковую оптоэлектронику, кристаллическую оптику, оптику с тонкой пленкой, оптику с гидом и системами, связанную с режимом и параметрическим взаимодействием, тонкие пленки, специфические волнообразные разклонности и системы. Технологическая основа - это в основном технология тонкой пленки и технология микроэлектроники. Поле интегрированной оптики очень широко, в дополнение к оптической оптической связи, технологии оптического волокнистого зондирования, обработке оптической информации, оптическим компьютером и оптическим хранилищам, существуют другие области, такие как исследования материальной науки, оптические инструменты, спектральные исследования.
Во -первых, интегрированные оптические преимущества
1. Сравнение с дискретными системами оптических устройств
Дискретное оптическое устройство - это тип оптического устройства, закрепленного на большой платформе или оптической базе для формирования оптической системы. Размер системы находится по порядку 1м2, а толщина луча составляет около 1 см. В дополнение к большим размерам, сборка и регулировка также сложнее. Интегрированная оптическая система имеет следующие преимущества:
1. Световые волны распространяются в оптических волноводах, а легкие волны легко контролировать и поддерживать свою энергию.
2. Интеграция приносит стабильное позиционирование. Как упомянуто выше, интегрированная оптика рассчитывает создавать несколько устройств на одном и том же субстрате, поэтому нет проблем с сборкой, которые имеют дискретную оптику, так что комбинация может быть стабильной, так что она также более адаптируется к факторам окружающей среды, таким как вибрация и температура.
(3) размер устройства и длина взаимодействия сокращаются; Связанная электроника также работает при более низких напряжениях.
4. Высокая плотность мощности. Свет, передаваемый вдоль волновода, ограничен небольшим локальным пространством, что приводит к высокой оптической плотности мощности, которая легко достичь необходимых пороговых значений устройства и работать с нелинейными оптическими эффектами.
5. Интегрированная оптика, как правило, интегрируется на сантиметровый субстрат, который имеет небольшие размеры и свет по весу.
2. Сравнение с интегрированными схемами
Преимущества оптической интеграции можно разделить на два аспекта, один из них заключается в замене интегрированной электронной системы (интегрированная схема) на интегрированную оптическую систему (интегрированную оптическую схему); Другой связан с оптическим волноводом оптического волокна и диэлектрической плоскости, которые направляют световую волну вместо провода или коаксиального кабеля для передачи сигнала.
В интегрированном оптическом пути оптические элементы образуются на подложке пластины и соединены оптическими волноводами, образованными внутри или на поверхности субстрата. Интегрированный оптический путь, который интегрирует оптические элементы на одном и том же субстрате в виде тонкой пленки, является важным способом решения миниатюризации исходной оптической системы и улучшения общей производительности. Интегрированное устройство имеет преимущества небольшого размера, стабильной и надежной производительности, высокой эффективности, низкого энергопотребления и простого использования.
В целом, преимущества замены интегрированных цепей на интегрированные оптические схемы включают повышенную полосу пропускания, мультиплексирование длина волны, мультиплексное переключение, небольшие потери связи, небольшой размер, легкий вес, низкое потребление мощности, экономика хорошего приготовления партии и высокая надежность. Из-за различных взаимодействий между светом и веществом функции новых устройств также могут быть реализованы с использованием различных физических эффектов, таких как фотоэлектрический эффект, электрооптический эффект, акусто-оптический эффект, магнитооптический эффект, термооптический эффект и т. Д. На составе интегрированного оптического пути.
2. Исследование и применение интегрированной оптики
Интегрированная оптика широко используется в различных областях, таких как промышленность, военная и экономика, но в основном используется в следующих аспектах:
1. Коммуникация и оптические сети
Оптические интегрированные устройства являются ключевым оборудованием для реализации высокоскоростной и большой мощности оптических сетей связи, в том числе высокоскоростного интегрированного лазерного источника, мастерного мастерного решетки, мультиплексора с узким откликом, интегрированным фотоприемником, конвертером длины волны, и оптимальной оптической переключающей матрицей с низким потерей.
2. фотонный компьютер
Так называемый фотонный компьютер представляет собой компьютер, который использует свет в качестве среды передачи информации. Фотоны - это бозоны, которые не имеют электрического заряда, а лучи света могут проходить параллельно или пересекать, не влияя друг на друга, что обладает врожденной способностью к большой параллельной обработке. Photonic Computer также обладает преимуществами большой емкости для хранения информации, сильной противоположной способности, низких требований к условиям окружающей среды и сильной устойчивости к неисправности. Самыми основными функциональными компонентами фотонных компьютеров являются интегрированные оптические переключатели и интегрированные оптические логические компоненты.
3. Другие приложения, такие как процессор оптического информационного процессора, волоконно -оптический датчик, датчик оптоволоконной решетки, волоконно -оптический гироскоп и т. Д.
Время сообщения: 28-2023 июня