Conceptul de optică integrată a fost prezentat de Dr. Miller de la Bell Laboratories în 1969. Optica integrată este un subiect nou care studiază și dezvoltă dispozitive optice și sisteme de dispozitive electronice optice hibride folosind metode integrate pe baza optoelectronicii și microelectronicii. Baza teoretică a opticii integrate este optica și optoelectronica, care implică optică de undă și optică informațională, optică neliniară, optoelectronică semiconductor, optică de cristal, optică cu film subțire, optică de undă ghidată, moduri cuplate și teoria interacțiunii parametrice, dispozitive și sisteme de ghid de undă de undă. Baza tehnologică este în principal tehnologia de film subțire și tehnologia microelectronică. Domeniul de aplicare al opticii integrate este foarte larg, pe lângă comunicarea cu fibre optice, tehnologia de detectare a fibrelor optice, procesarea informației optice, computerul optic și stocarea optică, există și alte domenii, cum ar fi cercetarea științei materialelor, instrumente optice, cercetare spectrală.
În primul rând, avantaje optice integrate
1. Comparație cu sisteme de dispozitive optice discrete
Dispozitivul optic discret este un tip de dispozitiv optic fixat pe o platformă mare sau o bază optică pentru a forma un sistem optic. Mărimea sistemului este de ordinul 1m2, iar grosimea fasciculului este de aproximativ 1 cm. În plus față de dimensiunile mari, asamblarea și reglarea sa sunt, de asemenea, mai dificile. Sistemul optic integrat are următoarele avantaje:
1.. Undele de lumină se propagă în ghidurile de undă optice, iar undele de lumină sunt ușor de controlat și de menținut energia lor.
2. Integrarea aduce poziționare stabilă. Așa cum am menționat mai sus, optica integrată se așteaptă să facă mai multe dispozitive pe același substrat, astfel încât nu există probleme de asamblare pe care le au optica discretă, astfel încât combinația poate fi stabilă, astfel încât să fie mai adaptabilă factorilor de mediu, cum ar fi vibrațiile și temperatura.
(3) dimensiunea dispozitivului și lungimea interacțiunii sunt scurtate; Electronica asociată funcționează și la tensiuni mai mici.
4. Densitate mare de putere. Lumina transmisă de -a lungul ghidului de undă este limitată la un spațiu local mic, rezultând o densitate de putere optică ridicată, care este ușor de atins pragurile de funcționare necesare și funcționează cu efecte optice neliniare.
5. Optica integrată este în general integrată pe un substrat la scară de centimetru, care are dimensiuni mici și în greutate ușoară.
2. Comparație cu circuitele integrate
Avantajele integrării optice pot fi împărțite în două aspecte, unul este de a înlocui sistemul electronic integrat (circuit integrat) cu sistemul optic integrat (circuit optic integrat); Celălalt este legat de fibra optică și de planul dielectric de undă optică care ghidează unda de lumină în loc de sârmă sau cablu coaxial pentru a transmite semnalul.
Într -o cale optică integrată, elementele optice sunt formate pe un substrat de placă și conectate prin ghiduri de undă optice formate în interiorul sau pe suprafața substratului. Calea optică integrată, care integrează elemente optice pe același substrat sub formă de film subțire, este o modalitate importantă de a rezolva miniaturizarea sistemului optic original și de a îmbunătăți performanța generală. Dispozitivul integrat are avantajele de dimensiuni mici, performanțe stabile și fiabile, eficiență ridicată, consum redus de energie și utilizare ușoară.
În general, avantajele înlocuirii circuitelor integrate cu circuite optice integrate includ lățimea de bandă crescută, multiplexarea diviziei de undă, comutarea multiplexului, pierderea de cuplare mică, dimensiunea mică, greutatea ușoară, consumul redus de energie, o economie bună de pregătire a lotului și fiabilitate mare. Datorită diferitelor interacțiuni dintre lumină și materie, noi funcții ale dispozitivului pot fi, de asemenea, realizate prin utilizarea diferitelor efecte fizice, cum ar fi efectul fotoelectric, efectul electro-optic, efectul acusto-optic, efectul magneto-optic, efectul termo-optic și așa mai departe în compoziția căii optice integrate.
2. Cercetarea și aplicarea opticii integrate
Optica integrată este utilizată pe scară largă în diverse domenii, cum ar fi industria, militarii și economia, dar este utilizată în principal în următoarele aspecte:
1. Rețele de comunicare și optice
Dispozitivele integrate optice sunt hardware-ul cheie pentru a realiza rețele de comunicare optică de mare viteză și capacitate mare, incluzând sursa de laser integrată cu răspuns de mare viteză, undă de grupă de undă multiplexor de diviziune de undă de undă, răspuns la bandă îngustă, fotodetector integrat, convertor de lungime de undă cu răspuns rapid, matrice de comutare optică cu răspuns rapid, despărțire de undă de acces multiplu cu pierdere multiplă.
2. Computer fotonic
Așa-numitul computer foton este un computer care folosește lumina ca mediu de transmisie de informații. Fotonii sunt bosoni, care nu au sarcină electrică, iar grinzile de lumină pot trece paralel sau se încrucișează fără a se afecta reciproc, ceea ce are capacitatea înnăscută de o mare procesare paralelă. Calculatorul fotonic are, de asemenea, avantajele capacității mari de stocare a informațiilor, a capacității puternice anti-interferență, a cerințelor scăzute pentru condițiile de mediu și toleranța puternică a erorilor. Cele mai de bază componente funcționale ale computerelor fotonice sunt comutatoarele optice integrate și componentele logice optice integrate.
3. Alte aplicații, cum ar fi procesorul de informații optice, senzor de fibră optică, senzor de grătare a fibrelor, giroscop cu fibră optică etc.
Timpul post: 28-2023 iunie