Begreppet integrerad optik framfördes av Dr. Miller från Bell Laboratories 1969. Integrerad optik är ett nytt ämne som studerar och utvecklar optiska enheter och hybridoptiska elektroniska enhetssystem med integrerade metoder på grundval av optoelektronik och mikroelektronik. Den teoretiska grunden för integrerad optik är optik och optoelektronik, som involverar vågoptik och informationsoptik, icke -linjär optik, halvledaroptoelektronik, kristalloptik, tunnfilmoptik, guidad vågoptik, kopplad läge och parametrisk interaktionsteori, tunn filmoptikvåg -avgift och system. Den tekniska grunden är främst tunn filmteknologi och mikroelektronikteknik. Applikationsfältet för integrerad optik är mycket brett, förutom optisk fiberkommunikation, optisk fiberavkänningsteknik, optisk informationsbehandling, optisk dator och optisk lagring finns det andra områden, såsom materialvetenskaplig forskning, optisk instrument, spektralforskning.
Först integrerade optiska fördelar
1. Jämförelse med diskreta optiska enhetssystem
Diskret optisk enhet är en typ av optisk enhet fixerad på en stor plattform eller optisk bas för att bilda ett optiskt system. Storleken på systemet är i storleksordningen 1m2, och strålens tjocklek är cirka 1 cm. Förutom dess stora storlek är montering och justering också svårare. Det integrerade optiska systemet har följande fördelar:
1. Ljusvågor förökas i optiska vågledare, och ljusvågor är enkla att kontrollera och bibehålla sin energi.
2. Integration ger stabil positionering. Som nämnts ovan förväntar sig integrerad optik att göra flera enheter på samma underlag, så det finns inga monteringsproblem som diskreta optik har, så att kombinationen kan vara stabil, så att den också är mer anpassningsbar till miljöfaktorer som vibration och temperatur.
(3) enhetens storlek och interaktionslängd förkortas; Den tillhörande elektroniken fungerar också vid lägre spänningar.
4. Hög effektdensitet. Ljuset som överförs längs vågledaren är begränsad till ett litet lokalt utrymme, vilket resulterar i en hög optisk effektdensitet, vilket är lätt att nå nödvändiga enhetsdrifttrösklar och arbeta med icke -linjära optiska effekter.
5. Integrerad optik är generellt integrerade på ett centimeterskala underlag, vilket är litet i storlek och ljus i vikt.
2. Jämförelse med integrerade kretsar
Fördelarna med optisk integration kan delas in i två aspekter, en är att ersätta det integrerade elektroniska systemet (integrerad krets) med det integrerade optiska systemet (integrerad optisk krets); Den andra är relaterad till den optiska fiber och dielektriska plan optisk vågledare som leder ljusvågen istället för tråd eller koaxialkabel för att överföra signalen.
I en integrerad optisk väg bildas de optiska elementen på ett skivsubstrat och anslutet med optiska vågledare bildade inuti eller på ytan av underlaget. Den integrerade optiska vägen, som integrerar optiska element på samma underlag i form av tunn film, är ett viktigt sätt att lösa miniatyriseringen av det ursprungliga optiska systemet och förbättra den totala prestanda. Den integrerade enheten har fördelarna med liten storlek, stabil och pålitlig prestanda, hög effektivitet, låg effektförbrukning och enkel användning.
I allmänhet inkluderar fördelarna med att ersätta integrerade kretsar med integrerade optiska kretsar ökad bandbredd, våglängdsdelningsmultiplexering, multiplexväxling, liten kopplingsförlust, liten storlek, lätt vikt, låg effektförbrukning, god batchberedningsekonomi och hög tillförlitlighet. På grund av de olika interaktionerna mellan ljus och materia kan nya enhetsfunktioner också realiseras genom att använda olika fysiska effekter såsom fotoelektrisk effekt, elektrooptisk effekt, akusto-optisk effekt, magnetooptisk effekt, termooptisk effekt och så vidare i sammansättningen av den integrerade optiska vägen.
2. Forskning och tillämpning av integrerad optik
Integrerad optik används ofta inom olika områden som industri, militär och ekonomi, men det används främst i följande aspekter:
1. Kommunikation och optiska nätverk
Optiska integrerade enheter är den viktigaste hårdvaran för att realisera höghastighet och stora kapacitetsoptiska kommunikationsnätverk, inklusive höghastighetsrespons Integrerad laserkälla, vågledargaller matris tät våglängdsdelning multiplexer, smalbandsrespons integrerad fotodetektor, routing våglängdskonverterare, snabbt svar optisk växling matris, låg förlust multipel åtkomst vågklippa stråle stråle och så på.
2. Fotonisk dator
Den så kallade fotondatorn är en dator som använder ljus som överföringsmedium för information. Fotoner är bosoner, som inte har någon elektrisk laddning, och lätta strålar kan passera parallella eller korsa utan att påverka varandra, vilket har den medfödda förmågan att stor parallellbearbetning. Fotonisk dator har också fördelarna med stor informationslagringskapacitet, stark anti-interferensförmåga, låga krav på miljöförhållanden och stark feltolerans. De mest grundläggande funktionella komponenterna i fotoniska datorer är integrerade optiska switchar och integrerade optiska logikkomponenter.
3. Andra applikationer, såsom optisk informationsprocessor, fiberoptisk sensor, fibergittersensor, fiberoptiskt gyroskop, etc.
Posttid: juni-28-2023