Концептот на интегрирана оптика го изнесе д-р Милер од лабораториите Бел во 1969 година. Интегрираната оптика е нов предмет кој ги проучува и развива оптичките уреди и хибридните оптички електронски системи на уреди користејќи интегрирани методи врз основа на оптоелектроника и микроелектроника. Теоретската основа на интегрираната оптика е оптиката и оптоелектрониката, вклучувајќи бранова оптика и информациска оптика, нелинеарна оптика, полупроводничка оптоелектроника, кристална оптика, тенкофилмска оптика, водена бранова оптика, теорија на поврзан режим и параметарска интеракција, уреди и системи со тенкофилмски оптички брановоди. Технолошката основа е главно технологијата на тенкофилм и технологијата на микроелектроника. Областа на примена на интегрираната оптика е многу широка, покрај комуникацијата со оптички влакна, технологијата на оптички сензори, оптичката обработка на информации, оптичкиот компјутер и оптичкото складирање, постојат и други области, како што се истражувањето на науката за материјали, оптичките инструменти, спектралното истражување.
Прво, интегрирани оптички предности
1. Споредба со системи со 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 зракот е околу 1 см. Покрај неговата голема големина, склопувањето и прилагодувањето се исто така потешки. Интегрираниот оптички систем ги има следниве предности:
1. Светлосните бранови се шират во оптички брановоди, а светлинските 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 истата подлога, така што нема проблеми со склопувањето што ги имаат дискретните оптики, така што комбинацијата може да биде стабилна, така што е исто така поприлагодлива на фактори на животната средина како што се вибрациите и температурата.
(3) Големината на уредот и должината на интеракцијата се скратени; Поврзаната електроника исто така работи на пониски напони.
4. Висока густина на моќност. Светлината што се пренесува по брановодот е ограничена на мал локален простор, што резултира со висока густина на оптичка моќност, што лесно ги достигнува потребните работни прагови на уредот и работи со нелинеарни оптички ефекти.
5. Интегрираната оптика генерално се интегрирани на подлога со сантиметарска скала, која е мала по големина и лесна по тежина.
2. Споредба со интегрирани кола
Предностите на оптичката интеграција можат да се поделат на два аспекта, едниот е замена на интегрираниот електронски систем (интегрирано коло) со интегриран оптички систем (интегрирано оптичко коло); другиот е поврзан со оптичкото влакно и диелектричниот рамнински оптички брановод што го водат светлосниот бран наместо жица или коаксијален кабел за пренесување на сигналот.
Во интегрирана оптичка патека, оптичките елементи се формираат на подлога од плочка и се поврзани со оптички брановоди формирани внатре или на површината на подлогата. Интегрираната оптичка патека, која ги интегрира оптичките елементи на истата подлога во форма на тенок филм, е важен начин за решавање на минијатуризацијата на оригиналниот оптички систем и подобрување на вкупните перформанси. Интегрираниот уред има предности како мала големина, стабилни и сигурни перформанси, висока ефикасност, мала потрошувачка на енергија и лесна употреба.
Генерално, предностите од замената на интегрираните кола со интегрирани оптички кола вклучуваат зголемен пропусен опсег, мултиплексирање со поделба на бранова должина, мултиплексирање, мали загуби на спојување, мали димензии, мала тежина, мала потрошувачка на енергија, добра економичност при подготовка на серии и висока сигурност. Поради различните интеракции помеѓу светлината и материјата, новите функции на уредот може да се реализираат и со користење на различни физички ефекти како што се фотоелектричен ефект, електрооптички ефект, акустооптички ефект, магнетооптички ефект, термооптички ефект и така натаму во 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 следниве аспекти:
1. Комуникациски и оптички мрежи
Оптичките интегрирани уреди се клучниот хардвер за реализација на оптички комуникациски мрежи со голема брзина и голем капацитет, вклучувајќи интегриран ласерски извор со голема брзина, брановоден решеткаст низ со густа бранова должина, фотодетектор со интегриран теснопојасен одговор, конвертор на бранова должина за насочување, оптичка префрлувачка матрица со брз одговор, разделувач на брановоден зрак со повеќекратен пристап со ниски загуби 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 минуваат паралелно или вкрстено без да влијаат едни на други, што има вродена способност за одлично паралелно процесирање. Фотонскиот компјутер, исто така, има предности на голем капацитет за складирање на информации, силна способност против пречки, ниски барања за услови на животната средина 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 информациски процесор, сензор за оптички влакна, сензор за решетка од влакна, жироскоп со оптички влакна итн.
Време на објавување: 28 јуни 2023 година