Koncept integrisane optike izneo je dr. Miler iz Bell Laboratories 1969. Integrisana optika je nova tema koja proučava i razvija optičke uređaje i hibridne optičke elektronske sisteme uređaja korišćenjem integrisanih metoda na bazi optoelektronike i mikroelektronike.Teorijska osnova integrisane optike je optika i optoelektronika, koja obuhvata talasnu optiku i informacionu optiku, nelinearnu optiku, poluvodičku optoelektroniku, kristalnu optiku, tankoslojnu optiku, vođenu talasnu optiku, spregnutu mod i teoriju parametarske interakcije, tankoslojne optičke talasovodne uređaje i sisteme.Tehnološka osnova je uglavnom tehnologija tankog filma i tehnologija mikroelektronike.Područje primjene integrirane optike je vrlo široko, pored komunikacije optičkim vlaknima, tehnologije senzora optičkih vlakana, optičke obrade informacija, optičkog kompjutera i optičkog skladištenja, postoje i druga polja, kao što su istraživanja o materijalima, optički instrumenti, spektralna istraživanja.
Prvo, integrisane optičke prednosti
1. Poređenje sa sistemima diskretnih optičkih uređaja
Diskretni optički uređaj je vrsta optičkog uređaja pričvršćenog na veliku platformu ili optičku bazu kako bi se formirao optički sistem.Veličina sistema je reda veličine 1m2, a debljina grede je oko 1cm.Osim velike veličine, montaža i podešavanje su također teži.Integrisani optički sistem ima sledeće prednosti:
1. Svetlosni talasi se šire u optičkim talasovodima, a svetlosne talase je lako kontrolisati i održavati njihovu energiju.
2. Integracija donosi stabilno pozicioniranje.Kao što je već spomenuto, integrirana optika očekuje da napravi nekoliko uređaja na istoj podlozi, tako da nema problema sa montažom koje ima diskretna optika, tako da kombinacija može biti stabilna, tako da je i prilagodljivija faktorima okoline kao što su vibracije i temperatura .
(3) Veličina uređaja i dužina interakcije su skraćeni;Povezana elektronika također radi na nižim naponima.
4. Velika gustina snage.Svjetlost koja se prenosi duž talasovoda ograničena je na mali lokalni prostor, što rezultira velikom gustoćom optičke snage, koja lako dostiže potrebne pragove rada uređaja i radi s nelinearnim optičkim efektima.
5. Integrisana optika je generalno integrisana na podlozi u centimetarskoj skali, koja je male veličine i male težine.
2. Poređenje sa integrisanim kolima
Prednosti optičke integracije mogu se podijeliti na dva aspekta, jedan je zamjena integriranog elektronskog sistema (integrirano kolo) integriranim optičkim sistemom (integrirano optičko kolo);Drugi se odnosi na optičko vlakno i optički talasovod u dielektričnoj ravni koji usmjeravaju svjetlosni val umjesto žice ili koaksijalnog kabela za prijenos signala.
U integriranoj optičkoj putanji, optički elementi su formirani na podlozi od pločice i povezani optičkim talasovodima formiranim unutar ili na površini supstrata.Integrisana optička putanja, koja integriše optičke elemente na istoj podlozi u obliku tankog filma, važan je način da se reši minijaturizacija originalnog optičkog sistema i poboljša ukupne performanse.Integrisani uređaj ima prednosti male veličine, stabilnih i pouzdanih performansi, visoke efikasnosti, niske potrošnje energije i jednostavne upotrebe.
Općenito, prednosti zamjene integriranih kola integriranim optičkim krugovima uključuju povećani propusni opseg, multipleksiranje s podjelom talasnih dužina, multipleksno prebacivanje, mali gubitak spajanja, malu veličinu, malu težinu, nisku potrošnju energije, dobru ekonomičnost pripreme serije i visoku pouzdanost.Zbog različitih interakcija između svjetlosti i materije, nove funkcije uređaja mogu se realizirati i korištenjem različitih fizičkih efekata kao što su fotoelektrični efekat, elektro-optički efekat, akusto-optički efekat, magneto-optički efekat, termo-optički efekat i tako dalje. sastav integrisane optičke putanje.
2. Istraživanje i primjena integrirane optike
Integrisana optika ima široku primenu u raznim oblastima kao što su industrija, vojska i privreda, ali se uglavnom koristi u sledećim 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, valovodnu rešetku s gustom podjelom talasnih dužina multipleksera, uskopojasni integrirani fotodetektor, pretvarač valnih dužina za usmjeravanje, optičku komutirajuću matricu s brzim odzivom, Razdjelnik snopa talasovoda sa malim gubicima i tako dalje.
2. Fotonski kompjuter
Takozvani fotonski računar je računar koji koristi svetlost kao medij za prenos informacija.Fotoni su bozoni, koji nemaju električni naboj, a svjetlosni snopovi mogu prolaziti paralelno ili ukrštati bez utjecaja jedni na druge, što ima urođenu sposobnost velike paralelne obrade.Fotonski računar takođe ima prednosti velikog kapaciteta skladištenja informacija, jake sposobnosti protiv smetnji, niskih zahteva za uslove okoline i jake tolerancije grešaka.Najosnovnije funkcionalne komponente fotonskih računara su integrisani optički prekidači i integrisane optičke logičke komponente.
3. Ostale aplikacije, kao što su optički informacioni procesor, optički senzor, senzor vlaknaste rešetke, optički žiroskop, itd.
Vrijeme objave: Jun-28-2023