Koncept integrirane optike je predstavil dr. Miller iz Bell Laboratories leta 1969. Integrirana optika je nov subjekt, ki preučuje in razvija optične naprave in hibridne optične elektronske naprave z uporabo integriranih metod na podlagi optoelektronike in mikroelektronike. Teoretična osnova integrirane optike je optika in optoelektronika, ki vključuje valovno optiko in informacijsko optiko, nelinearno optiko, polprevodniško optoelektroniko, kristalno optiko, tanko filmsko optiko, vodeno valovno optiko, povezan način in teorija parametričnih interakcij, tanki filmski optični valovodi. Tehnološka osnova je predvsem tanko filmska tehnologija in mikroelektronska tehnologija. Aplikacijsko polje integrirane optike je zelo široko, poleg komunikacije z optičnimi vlakni, tehnologijo optičnega zaznavanja vlaken, optične obdelave informacij, optičnega računalnika in optičnega pomnilnika, obstajajo tudi druga področja, kot so raziskave materialov, optične instrumente, spektralne raziskave.
Najprej integrirane optične prednosti
1. primerjava z diskretnimi sistemi optičnih naprav
Diskretna optična naprava je vrsta optične naprave, pritrjene na veliki platformi ali optični bazi, da tvori optični sistem. Velikost sistema je na vrstnem redu 1m2, debelina žarka pa približno 1 cm. Poleg velike velikosti sta montaža in nastavitev tudi težja. Integrirani optični sistem ima naslednje prednosti:
1. svetlobni valovi se širijo v optičnih valovodih, lahki valovi pa so enostavni za nadzor in vzdrževanje svoje energije.
2. Integracija prinaša stabilno pozicioniranje. Kot že omenjeno, integrirana optika pričakuje, da bo na istem substratu naredil več naprav, tako da ni težav z montažo, ki bi jih imela diskretna optika, tako da je kombinacija lahko stabilna, tako da je tudi bolj prilagodljiva za okoljske dejavnike, kot sta vibracija in temperatura.
(3) Velikost naprave in dolžina interakcije se skrajšata; Pridružena elektronika deluje tudi pri nižjih napetostih.
4. gostota moči. Svetloba, ki se prenaša vzdolž valovoda, je omejena na majhen lokalni prostor, kar ima za posledico visoko optično gostoto moči, ki je enostavno doseči potrebne pragove delovanja naprave in delo z nelinearnimi optičnimi učinki.
5. Integrirana optika je na splošno integrirana na centimetrsko podlago, ki je majhna in svetloba.
2. Primerjava z integriranimi vezji
Prednosti optične integracije lahko razdelimo na dva vidika, ena pa je, da integrirani elektronski sistem (integrirano vezje) nadomestimo z integriranim optičnim sistemom (integrirano optično vezje); Drugi je povezan z optičnim vlaknom in dielektričnim ravninskim optičnim valovodom, ki vodi svetlobni val namesto žice ali koaksialnega kabla za prenos signala.
Na integrirani optični poti se optični elementi oblikujejo na rezinski podlagi in jih povezujejo optični valovodi, ki nastanejo znotraj ali na površini podlage. Integrirana optična pot, ki združuje optične elemente na isti podlagi v obliki tankega filma, je pomemben način za reševanje miniaturizacije prvotnega optičnega sistema in izboljšanje celotne zmogljivosti. Integrirana naprava ima prednosti majhnih velikosti, stabilne in zanesljive zmogljivosti, visoke učinkovitosti, nizke porabe energije in enostavne uporabe.
Na splošno prednosti nadomeščanja integriranih vezij z integriranimi optičnimi vezji vključujejo povečano pasovno širino, multipleksiranje pasovne dolžine, multipleksno preklop, izgubo majhne velikosti, majhno velikost, majhno težo, nizko porabo energije, dobro ekonomičnost pripravljanja serije in visoko zanesljivost. Zaradi različnih interakcij med svetlobo in snovjo je mogoče izvesti nove funkcije naprave tudi z uporabo različnih fizičnih učinkov, kot so fotoelektrični učinek, elektro-optični učinek, akozto-optični učinek, magneto-optični učinek, termo-optični učinek in tako naprej v sestavi integrirane optične poti.
2. Raziskave in uporaba integrirane optike
Integrirana optika se pogosto uporablja na različnih področjih, kot so industrija, vojaška in gospodarstvo, vendar se uporablja predvsem v naslednjih vidikih:
1. komunikacija in optična omrežja
Optično integrirane naprave so ključna strojna oprema za uresničitev optičnih komunikacijskih omrežij z veliko hitrostjo in velikimi zmogljivostmi, vključno z integriranim laserskim virom za visoke hitrosti, valovodnim matričnim matričnim delitvijo gostega valovne dolžine, integriranim fotodetektorjem ozko pasovnim odzivom, usmerjevalnim valovnim pretvorbom, ki je na hitro odziv, optični stikalni matrik z nizkimi izgubami z večkratnimi valovodiji.
2. fotonski računalnik
Tako imenovani fotonski računalnik je računalnik, ki uporablja svetlobo kot prenosni medij informacij. Fotoni so bozoni, ki nimajo električnega naboja, lahki žarki pa lahko prehajajo vzporedno ali prečkajo, ne da bi medsebojno vplivali, kar ima prirojeno sposobnost velike vzporedne obdelave. Fotonski računalnik ima tudi prednosti velike zmogljivosti za shranjevanje informacij, močne sposobnosti proti medsebojnosti, nizke zahteve za okoljske razmere in močno toleranco na napake. Najosnovnejše funkcionalne komponente fotonskih računalnikov so integrirana optična stikala in integrirane optične logične komponente.
3. Druge aplikacije, kot so procesor optičnih informacij, optični senzor vlaken, senzor za reševanje vlaken, optični žiroskop vlaken itd.
Čas objave: junij-28-2023