Концептот на интегрирана оптика беше изнесен од д-р Милер од Bell Laboratories во 1969 година. Интегрираната оптика е нова тема која ги проучува и развива оптичките уреди и хибридните оптички електронски системи на уреди користејќи интегрирани методи врз основа на оптоелектрониката и микроелектрониката. Теоретската основа на интегрираната оптика е оптика и оптоелектроника, вклучувајќи бранова оптика и информациска оптика, нелинеарна оптика, полупроводничка оптоелектроника, кристална оптика, оптика со тенок филм, оптика со воден бран, спрегнат режим и теорија на параметарска интеракција, уреди за оптички системи со тенок филм и брановодни системи. Технолошката основа е главно технологија на тенок филм и технологија на микроелектроника. Областа на примена на интегрираната оптика е многу широка, покрај комуникацијата со оптички влакна, технологијата за сензори за оптички влакна, обработка на оптичка информација, оптички компјутер и оптичко складирање, има и други полиња, како што се истражување на науката за материјали, оптички инструменти, спектрално истражување.
Прво, интегрирани оптички предности
1. Споредба со системи на дискретни оптички уреди
Дискретниот оптички уред е вид на оптички уред фиксиран на голема платформа или оптичка основа за да формира оптички систем. Големината на системот е од редот на 1м2, а дебелината на гредата е околу 1cm. Покрај неговата голема големина, склопувањето и прилагодувањето се исто така потешко. Интегрираниот оптички систем ги има следниве предности:
1. Светлинските бранови се шират во оптички брановоди, а светлосните бранови лесно се контролираат и одржуваат нивната енергија.
2. Интеграцијата носи стабилно позиционирање. Како што споменавме погоре, интегрираната оптика очекува да направи неколку уреди на иста подлога, така што нема проблеми со склопувањето што ги има дискретната оптика, така што комбинацијата може да биде стабилна, така што исто така е поприлагодлива на факторите на околината како што се вибрациите и температурата. .
(3) Големината на уредот и должината на интеракцијата се скратени; Придружната електроника исто така работи на пониски напони.
4. Висока густина на моќност. Светлината што се пренесува долж брановодот е ограничена на мал локален простор, што резултира со висока густина на оптичка моќност, што е лесно да се достигнат потребните работни прагови на уредот и да се работи со нелинеарни оптички ефекти.
5. интегрираната оптика генерално се интегрира на подлога со размер од сантиметар, која е мала по големина и мала тежина.
2. Споредба со интегрирани кола
Предностите на оптичката интеграција може да се поделат на два аспекти, едниот е да се замени интегрираниот електронски систем (интегрално коло) со интегрираниот оптички систем (интегрирано оптичко коло); Другото е поврзано со оптичкото влакно и диелектричниот оптички бранововод што го водат светлосниот бран наместо жица или коаксијален кабел за пренос на сигналот.
Во интегрирана оптичка патека, оптичките елементи се формираат на нафора подлога и се поврзуваат со оптички брановоди формирани внатре или на површината на подлогата. Интегрираната оптичка патека, која интегрира оптички елементи на истата подлога во форма на тенок филм, е важен начин за решавање на минијатуризацијата на оригиналниот оптички систем и подобрување на севкупните перформанси. Интегрираниот уред ги има предностите на мали димензии, стабилни и сигурни перформанси, висока ефикасност, мала потрошувачка на енергија и лесна употреба.
Општо земено, предностите на замената на интегрираните кола со интегрирани оптички кола вклучуваат зголемен опсег, мултиплексирање со поделба на бранова должина, мултиплекс префрлување, мала загуба на спојување, мала големина, мала тежина, мала потрошувачка на енергија, добра економичност на подготовка на сериите и висока доверливост. Поради различните интеракции помеѓу светлината и материјата, функциите на новите уреди може да се реализираат и со користење на различни физички ефекти како што се фотоелектричен ефект, електрооптички ефект, акусто-оптички ефект, магнето-оптички ефект, термо-оптички ефект и така натаму. составот на интегрираната оптичка патека.
2. Истражување и примена на интегрирана оптика
Интегрираната оптика е широко користена во различни области како што се индустријата, војската и економијата, но главно се користи во следните аспекти:
1. Комуникациски и оптички мрежи
Оптички интегрираните уреди се клучниот хардвер за реализација на оптички комуникациски мрежи со голема брзина и голем капацитет, вклучувајќи интегриран ласерски извор со брз одговор, мултиплексер со густа поделба на бранови должини низа со решетки, интегриран фотодетектор за теснопојасен одговор, конвертор на бранова должина на насочување, матрица за оптичко префрлување со брз одговор. ниска загуба разделник на зрак со повеќекратен пристап на брановоди и така натаму.
2. Фотонски компјутер
Таканаречениот фотонски компјутер е компјутер кој користи светлина како медиум за пренос на информации. Фотоните се бозони, кои немаат електричен полнеж, а светлосните зраци можат да поминат паралелно или да се вкрстуваат без да влијаат еден на друг, што има вродена способност за голема паралелна обработка. Фотоничниот компјутер, исто така, ги има предностите на голем капацитет за складирање информации, силна способност за спречување на пречки, ниски барања за условите на околината и силна толеранција на грешки. Најосновните функционални компоненти на фотонските компјутери се интегрираните оптички прекинувачи и интегрираните оптички логички компоненти.
3. Други апликации, како што се оптички процесор за информации, сензор за оптички влакна, сензор за решетки со влакна, жироскоп со оптички влакна итн.
Време на објавување: 28.06.2023