Begrebet integreret optik blev fremsat af Dr. Miller fra Bell Laboratories i 1969. Integreret optik er et nyt emne, der studerer og udvikler optiske enheder og hybrid optiske elektroniske enhedssystemer ved hjælp af integrerede metoder på grundlag af optoelektronik og mikroelektronik. Det teoretiske grundlag for integreret optik er optik og optoelektronik, der involverer bølgeoptik og informationsoptik, ikke -lineær optik, halvlederoptoelektronik, krystaloptik, tynd filmoptik, guidet bølgeoptik, koblet tilstand og parametrisk interaktionsteori, tynd filmoptiske bølgeguide -enheder og systemer. Det teknologiske grundlag er hovedsageligt tynd filmteknologi og mikroelektronik -teknologi. Applikationsfeltet for integreret optik er meget bredt, ud over optisk fiberkommunikation, optisk fiberfølsomteknologi, optisk informationsbehandling, optisk computer og optisk opbevaring er der andre felter, såsom materialevidenskabelig forskning, optiske instrumenter, spektral forskning.
Først integrerede optiske fordele
1. Sammenligning med diskrete optiske enhedssystemer
Diskret optisk enhed er en type optisk enhed, der er fastgjort på en stor platform eller optisk base for at danne et optisk system. Størrelsen på systemet er i størrelsesordenen 1m2, og bjælkens tykkelse er ca. 1 cm. Ud over dens store størrelse er montering og justering også vanskeligere. Det integrerede optiske system har følgende fordele:
1. lysbølger forplantes i optiske bølgeledere, og lette bølger er lette at kontrollere og vedligeholde deres energi.
2. Integration bringer stabil positionering. Som nævnt ovenfor forventer integreret optik at fremstille flere enheder på det samme underlag, så der er ingen samlingsproblemer, som diskret optik har, så kombinationen kan være stabil, så det også er mere tilpasningsdygtigt til miljøfaktorer, såsom vibration og temperatur.
(3) enhedsstørrelse og interaktionslængde forkortes; Den tilknyttede elektronik fungerer også ved lavere spændinger.
4. høj effekttæthed. Lyset, der transmitteres langs bølgelederen, er begrænset til et lille lokalt rum, hvilket resulterer i en høj optisk effekttæthed, hvilket er let at nå de nødvendige enheds driftstærskler og arbejde med ikke -lineære optiske effekter.
5. Integreret optik er generelt integreret på et centimeterskala-underlag, som er lille i størrelse og lys i vægt.
2. Sammenligning med integrerede kredsløb
Fordelene ved optisk integration kan opdeles i to aspekter, den ene er at erstatte det integrerede elektroniske system (integreret kredsløb) med det integrerede optiske system (integreret optisk kredsløb); Den anden er relateret til den optiske fiber og dielektriske plan optiske bølgeleder, der styrer lysbølgen i stedet for tråd eller koaksialkabel for at transmittere signalet.
I en integreret optisk sti dannes de optiske elementer på et skivesubstrat og forbindes med optiske bølgeledere dannet inde eller på overfladen af underlaget. Den integrerede optiske sti, der integrerer optiske elementer på det samme underlag i form af tynd film, er en vigtig måde at løse miniaturiseringen af det originale optiske system og forbedre den samlede ydelse. Den integrerede enhed har fordelene ved lille størrelse, stabil og pålidelig ydelse, høj effektivitet, lavt strømforbrug og let brug.
Generelt inkluderer fordelene ved at udskifte integrerede kredsløb med integrerede optiske kredsløb øget båndbredde, bølgelængde -division multiplexing, multiplex -switching, lille koblingstab, lille størrelse, let vægt, lavt strømforbrug, god batchforberedelsesøkonomi og høj pålidelighed. På grund af de forskellige interaktioner mellem lys og stof kan nye enhedsfunktioner også realiseres ved anvendelse af forskellige fysiske effekter, såsom fotoelektrisk effekt, elektrooptisk effekt, akustooptisk effekt, magneto-optisk effekt, termo-optisk effekt og så videre i sammensætningen af den integrerede optiske sti.
2. Forskning og anvendelse af integreret optik
Integreret optik er vidt brugt på forskellige områder såsom industri, militær og økonomi, men det bruges hovedsageligt i følgende aspekter:
1. Kommunikation og optiske netværk
Optiske integrerede enheder er den vigtigste hardware til at realisere højhastighed og storkapacitet Optiske kommunikationsnetværk, herunder højhastighedsrespons Integreret laserkilde, bølgeleder-gitterarray tæt bølgelængde Division multiplexer, smalbåndsvar Integreret fotodetektor, routing bølgelængde konverter, hurtig respons optisk switching matrix, lavt tab multiple adgang bølguide bjælkeplitter og så på.
2. fotonisk computer
Den såkaldte fotoncomputer er en computer, der bruger lys som transmissionsmedium for information. Fotoner er bosoner, som ikke har nogen elektrisk ladning, og lysstråler kan passere parallelt eller krydse uden at påvirke hinanden, hvilket har den medfødte kapacitet til stor parallel behandling. Fotonisk computer har også fordelene ved stor information om opbevaring af information, stærk anti-interferensevne, lave krav til miljøforhold og stærk fejltolerance. De mest basale funktionelle komponenter i fotoniske computere er integrerede optiske switches og integrerede optiske logikkomponenter.
3. Andre applikationer, såsom optisk informationsprocessor, fiberoptisk sensor, fibergittersensor, fiberoptisk gyroskop osv.
Posttid: Jun-28-2023