Koncept integrované optiky předložil Dr. Miller z Bell Laboratories v roce 1969. Integrated Optics je nový subjekt, který studuje a vyvíjí optická zařízení a hybridní optické elektronické zařízení používající integrované metody na základě optoelektroniky a mikroelektroniky. Teoretickým základem integrované optiky je optika a optoelektronika, zahrnující optiku vlny a optiku informací, nelineární optiku, optoelektroniku polovodičů, krystalická optika, optika tenkého filmu, optiku s průvodcem, propojeným režimem a teorií parametrické interakce, zařízení a systémy s tenkým filmem optická vlnovod. Technologický základ je hlavně technologie tenkého filmu a mikroelektronická technologie. Pole aplikace integrované optiky je velmi široké, kromě komunikace optických vláken, technologie snímání optických vláken, zpracování optických informací, optickému počítači a optickému úložišti, existují i další pole, jako je výzkum materiálu, optické nástroje, spektrální výzkum.
Nejprve integrované optické výhody
1. Porovnání s diskrétními systémy optických zařízení
Diskrétní optické zařízení je typ optického zařízení upevněného na velké platformě nebo optické základně pro vytvoření optického systému. Velikost systému je řádově 1m2 a tloušťka paprsku je asi 1 cm. Kromě své velké velikosti, sestavení a nastavení jsou také obtížnější. Integrovaný optický systém má následující výhody:
1. Světelné vlny se šíří v optických vlnovodech a světelné vlny se snadno ovládají a udržují svou energii.
2. integrace přináší stabilní polohování. Jak je uvedeno výše, integrovaná optika očekává, že na stejném substrátu vytvoří několik zařízení, takže neexistují žádné problémy se sestavením, které má diskrétní optika, takže kombinace může být stabilní, takže je také více přizpůsobivá se faktorům prostředí, jako jsou vibrace a teplota.
(3) Velikost zařízení a délka interakce se zkrátí; Přidružená elektronika také pracuje při nižších napětích.
4. Vysoká hustota výkonu. Světlo přenášené podél vlnovodu je omezeno na malý lokální prostor, což má za následek vysokou optickou hustotu výkonu, což je snadno dosažitelné potřebné prahové hodnoty provozu a pracuje s nelineárními optickými efekty.
5. Integrovaná optika je obecně integrována na substrátu centimetru, který má malý velikost a hmotnost světla.
2. srovnání s integrovanými obvody
Výhody optické integrace lze rozdělit do dvou aspektů, jeden je nahradit integrovaný elektronický systém (integrovaný obvod) integrovaným optickým systémem (integrovaný optický obvod); Druhý souvisí s optickým vlnovodem optického vlákna a dielektrické roviny, který vede lehkou vlnu místo drátu nebo koaxiálního kabelu k přenosu signálu.
V integrované optické cestě se optické prvky tvoří na substrátu oplatky a jsou spojeny optickými vlnovodům vytvořenými uvnitř nebo na povrchu substrátu. Integrovaná optická cesta, která integruje optické prvky na stejný substrát ve formě tenkého filmu, je důležitým způsobem, jak vyřešit miniaturizaci původního optického systému a zlepšit celkový výkon. Integrované zařízení má výhody malé velikosti, stabilního a spolehlivého výkonu, vysoké účinnosti, nízké spotřeby energie a snadné využití.
Obecně platí, že výhody nahrazení integrovaných obvodů integrovanými optickými obvody zahrnují zvýšenou šířku pásma, multiplexování dělení vlnové délky, multiplexní přepínání, ztráta malé vazby, malá velikost, nízká spotřeba energie, dobrá ekonomika přípravy dávky a vysoká spolehlivost. Vzhledem k různým interakcím mezi světlem a hmotou lze nové funkce zařízení také realizovat pomocí různých fyzikálních účinků, jako je fotoelektrický účinek, elektrooptický účinek, akurto-optický účinek, magnetooptický účinek, termoptický účinek a tak na složení integrované optické cesty.
2. výzkum a aplikace integrované optiky
Integrovaná optika je široce používána v různých oborech, jako je průmysl, vojenská a ekonomika, ale používá se hlavně v následujících aspektech:
1. Komunikace a optické sítě
Optická integrovaná zařízení jsou klíčovým hardwarem pro realizaci vysokorychlostních a velké kapacity optické komunikační sítě, včetně vysokorychlostního integrovaného zdroje laseru, vlnovodu, vlnové mřížky v vlnové délce divize multiplexer, úzkopásmové odezvy integrované fotodetektor, směrování vlnové délky převodníku, převodovače rychlé odezvy, matice s nízkým ztrátou přístupového vlnovodu a tak.
2. fotonický počítač
Takzvaný fotonový počítač je počítač, který používá světlo jako přenosové médium informací. Fotony jsou bosony, které nemají elektrický náboj, a světelné paprsky mohou procházet paralelní nebo kříž, aniž by se navzájem ovlivnily, což má vrozenou schopnost velkého paralelního zpracování. Fotonický počítač má také výhody velké kapacity pro skladování informací, silnou schopnost protiinterference, nízkých požadavků na podmínky prostředí a silnou toleranci poruch. Nejzákladnější funkční komponenty fotonických počítačů jsou integrované optické spínače a integrované optické logické komponenty.
3. Další aplikace, jako je procesor optických informací, senzor optických vláken, senzor vlákna, gyroskop z optických vláken atd.
Čas příspěvku:-28-2023