Integruotos optikos koncepciją 1969 m. pateikė Dr. Miller iš Bell Laboratories. Integruotoji optika yra naujas dalykas, tiriantis ir plėtojantis optinius įrenginius ir hibridines optinių elektroninių prietaisų sistemas, naudojant integruotus metodus optoelektronikos ir mikroelektronikos pagrindu.Integruotos optikos teorinis pagrindas yra optika ir optoelektronika, apimanti bangų optiką ir informacinę optiką, netiesinę optiką, puslaidininkinę optoelektroniką, kristalinę optiką, plonasluoksnę optiką, valdomų bangų optiką, susietojo režimo ir parametrinės sąveikos teoriją, plonasluoksnius optinius bangolaidžius įrenginius ir sistemas.Technologinis pagrindas daugiausia yra plonasluoksnė technologija ir mikroelektronikos technologija.Integruotos optikos taikymo sritis yra labai plati, be šviesolaidžio ryšio, optinio pluošto jutimo technologijos, optinio informacijos apdorojimo, optinio kompiuterio ir optinio saugojimo, yra ir kitų sričių, tokių kaip medžiagų mokslo tyrimai, optiniai instrumentai, spektriniai tyrimai.
Pirma, integruoti optiniai pranašumai
1. Palyginimas su diskrečiųjų optinių įrenginių sistemomis
Atskirasis optinis įtaisas yra optinio įrenginio tipas, pritvirtintas ant didelės platformos arba optinio pagrindo, kad sudarytų optinę sistemą.Sistemos dydis yra apie 1m2, o sijos storis apie 1cm.Be didelio dydžio, surinkimas ir reguliavimas taip pat yra sunkesnis.Integruota optinė sistema turi šiuos privalumus:
1. Šviesos bangos sklinda optiniuose bangolaidžiuose, o šviesos bangų energiją lengva valdyti ir palaikyti.
2. Integracija užtikrina stabilų padėties nustatymą.Kaip minėta pirmiau, integruota optika tikisi, kad ant to paties pagrindo bus pagaminti keli įrenginiai, todėl nėra jokių surinkimo problemų, kurias turi atskira optika, kad derinys būtų stabilus, kad būtų lengviau prisitaikyti prie aplinkos veiksnių, tokių kaip vibracija ir temperatūra. .
(3) Sutrumpinamas įrenginio dydis ir sąveikos trukmė;Susijusi elektronika taip pat veikia esant žemesnei įtampai.
4. Didelis galios tankis.Išilgai bangolaidžio sklindanti šviesa yra apribota nedidelėje vietinėje erdvėje, todėl gaunamas didelis optinės galios tankis, kuriuo lengva pasiekti reikiamus įrenginio veikimo slenksčius ir dirbti su netiesiniais optiniais efektais.
5. Integruota optika paprastai integruojama ant centimetro dydžio pagrindo, kuris yra mažo dydžio ir lengvas.
2. Palyginimas su integriniais grandynais
Optinės integracijos privalumus galima suskirstyti į du aspektus, vienas yra integruotos elektroninės sistemos (integrinės grandinės) pakeitimas integruota optine sistema (integrine optine grandine);Kitas yra susijęs su optiniu pluoštu ir dielektrinės plokštumos optiniu bangolaidžiu, kuris nukreipia šviesos bangą, o ne laidą ar bendraašį kabelį, kad būtų perduodamas signalas.
Integruotame optiniame kelyje optiniai elementai formuojami ant plokštelinio pagrindo ir sujungiami optiniais bangolaidžiais, suformuotais pagrindo viduje arba paviršiuje.Integruotas optinis kelias, integruojantis optinius elementus ant to paties pagrindo plonos plėvelės pavidalu, yra svarbus būdas išspręsti originalios optinės sistemos miniatiūrizavimą ir pagerinti bendrą našumą.Integruotas įrenginys turi mažo dydžio, stabilaus ir patikimo veikimo, didelio efektyvumo, mažo energijos suvartojimo ir lengvo naudojimo privalumus.
Apskritai, integrinių grandynų pakeitimo integruotomis optinėmis grandinėmis pranašumai apima didesnį pralaidumą, bangos ilgio padalijimą, tankinį perjungimą, mažus sujungimo nuostolius, mažą dydį, lengvą svorį, mažą energijos suvartojimą, gerą partijos paruošimo ekonomiškumą ir didelį patikimumą.Dėl įvairios šviesos ir medžiagos sąveikos naujos įrenginio funkcijos taip pat gali būti įgyvendinamos naudojant įvairius fizinius efektus, tokius kaip fotoelektrinis efektas, elektrooptinis efektas, akustinis-optinis efektas, magnetooptinis efektas, termooptinis efektas ir pan. integruoto optinio kelio sudėtis.
2. Integruotos optikos tyrimas ir taikymas
Integruota optika plačiai naudojama įvairiose srityse, pavyzdžiui, pramonėje, karinėje ir ekonomikoje, tačiau ji daugiausia naudojama šiais aspektais:
1. Ryšio ir optiniai tinklai
Optiniai integruoti įrenginiai yra pagrindinė aparatinė įranga, skirta sukurti didelės spartos ir didelės talpos optinio ryšio tinklus, įskaitant didelės spartos atsako integruotą lazerio šaltinį, bangolaidžių grotelių tankio bangos ilgio padalijimo multiplekserį, siaurajuosčio atsako integruotą fotodetektorių, maršruto bangos ilgio keitiklį, greito atsako optinio perjungimo matricą, mažo nuostolio daugialypės prieigos bangolaidžio pluošto skirstytuvas ir pan.
2. Fotoninis kompiuteris
Vadinamasis fotonų kompiuteris yra kompiuteris, kuris naudoja šviesą kaip informacijos perdavimo terpę.Fotonai yra bozonai, neturintys elektros krūvio, o šviesos pluoštai gali eiti lygiagrečiai arba skersai vienas kito nepaveikti, o tai turi įgimtą galimybę lygiagrečiai apdoroti.Fotoninis kompiuteris taip pat turi didelės informacijos saugojimo talpos, stiprios apsaugos nuo trukdžių, žemų aplinkos sąlygų reikalavimų ir didelio atsparumo gedimams privalumus.Pagrindiniai funkciniai fotoninių kompiuterių komponentai yra integruoti optiniai jungikliai ir integruoti optiniai loginiai komponentai.
3. Kitos programos, pvz., optinis informacijos procesorius, šviesolaidinis jutiklis, skaidulinės grotelės jutiklis, šviesolaidinis giroskopas ir kt.
Paskelbimo laikas: 2023-06-28