Koncept integrirane optike iznio je dr. Miller iz Bell Laboratories 1969. Integrirana optika je novi predmet koji proučava i razvija optičke uređaje i hibridne optičke elektroničke sustave uređaja korištenjem integriranih metoda na temelju optoelektronike i mikroelektronike.Teorijska osnova integrirane optike je optika i optoelektronika, uključujući valnu optiku i informacijsku optiku, nelinearnu optiku, poluvodičku optoelektroniku, kristalnu optiku, optiku tankog filma, optiku s vođenim valom, spregnuti način i teoriju parametarske interakcije, tankoslojne optičke valovodne uređaje i sustave.Tehnološka osnova je uglavnom tehnologija tankog filma i tehnologija mikroelektronike.Područje primjene integrirane optike vrlo je široko, uz komunikaciju optičkim vlaknima, senzorsku tehnologiju optičkih vlakana, optičku obradu informacija, optičko računalo i optičku pohranu, postoje i druga područja, poput istraživanja znanosti o materijalima, optičkih instrumenata, spektralnog istraživanja.
Prvo, integrirane optičke prednosti
1. Usporedba sa sustavima diskretnih optičkih uređaja
Diskretni optički uređaj vrsta je optičkog uređaja pričvršćenog na veliku platformu ili optičku bazu kako bi se formirao optički sustav.Veličina sustava je reda veličine 1m2, a debljina grede je oko 1cm.Osim velike veličine, montaža i podešavanje su također teži.Integrirani optički sustav ima sljedeće prednosti:
1. Svjetlosni valovi se šire u optičkim valovodima, a svjetlosne valove je lako kontrolirati i održavati njihovu energiju.
2. Integracija donosi stabilno pozicioniranje.Kao što je gore spomenuto, integrirana optika očekuje izradu nekoliko uređaja na istoj podlozi, tako da nema problema sa sklapanjem koje ima diskretna optika, tako da kombinacija može biti stabilna, tako da je također prilagodljivija čimbenicima okoline kao što su vibracije i temperatura .
(3) Veličina uređaja i duljina interakcije su skraćeni;Povezana elektronika također radi na nižim naponima.
4. Velika gustoća snage.Svjetlost koja se prenosi duž valovoda ograničena je na mali lokalni prostor, što rezultira visokom gustoćom optičke snage, kojom se lako mogu postići potrebni pragovi rada uređaja i raditi s nelinearnim optičkim efektima.
5. Integrirana optika općenito je integrirana na supstrat veličine centimetra, koji je male veličine i male težine.
2. Usporedba s integriranim krugovima
Prednosti optičke integracije mogu se podijeliti u dva aspekta, jedan je zamjena integriranog elektroničkog sustava (integrirani krug) s integriranim optičkim sustavom (integrirani optički krug);Drugi je povezan s optičkim vlaknom i dielektričnim ravnim optičkim valovodom koji usmjerava svjetlosni val umjesto žice ili koaksijalnog kabela za prijenos signala.
U integriranom optičkom putu, optički elementi su oblikovani na podlozi od pločice i povezani optičkim valovodima formiranim unutar ili na površini podloge.Integrirani optički put, koji integrira optičke elemente na istoj podlozi u obliku tankog filma, važan je način rješavanja minijaturizacije izvornog optičkog sustava i poboljšanja ukupne izvedbe.Integrirani uređaj ima prednosti male veličine, stabilne i pouzdane izvedbe, visoke učinkovitosti, niske potrošnje energije i jednostavne upotrebe.
Općenito, prednosti zamjene integriranih sklopova s integriranim optičkim krugovima uključuju povećanu širinu pojasa, multipleksiranje po valnim duljinama, multipleksno prebacivanje, male gubitke spojke, malu veličinu, malu težinu, nisku potrošnju energije, dobru ekonomičnost pripreme serije i visoku pouzdanost.Zbog različitih interakcija između svjetlosti i materije, nove funkcije uređaja također se mogu ostvariti korištenjem različitih fizičkih učinaka kao što su fotoelektrični učinak, elektrooptički učinak, akustooptički učinak, magnetooptički učinak, termooptički učinak itd. sastav integriranog optičkog puta.
2. Istraživanje i primjena integrirane optike
Integrirana optika naširoko se koristi u raznim područjima kao što su industrija, vojska i gospodarstvo, ali se uglavnom koristi u sljedećim aspektima:
1. Komunikacijske i optičke mreže
Optički integrirani uređaji ključni su hardver za realizaciju optičkih komunikacijskih mreža velike brzine i velikog kapaciteta, uključujući integrirani laserski izvor velike brzine odziva, multipleksor s gustom podjelom valne duljine niza valovodnih rešetki, integrirani fotodetektor uskopojasnog odziva, pretvarač valne duljine usmjeravanja, matricu optičkog prebacivanja s brzim odzivom, valovodni razdjelnik snopa s niskim gubicima s višestrukim pristupom i tako dalje.
2. Fotonsko računalo
Takozvano fotonsko računalo je računalo koje koristi svjetlost kao medij za prijenos informacija.Fotoni su bozoni koji nemaju električni naboj, a svjetlosne zrake mogu prolaziti paralelno ili se križati bez utjecaja jedna na drugu, što ima urođenu sposobnost velike paralelne obrade.Fotoničko računalo također ima prednosti velikog kapaciteta za pohranjivanje informacija, jake sposobnosti sprječavanja smetnji, niskih zahtjeva za uvjete okoline i jake tolerancije na pogreške.Najosnovnije funkcionalne komponente fotonskih računala su integrirane optičke sklopke i integrirane optičke logičke komponente.
3. Ostale primjene, kao što je optički informacijski procesor, optički senzor, optički senzor, optički žiroskop itd.
Vrijeme objave: 28. lipnja 2023