Het concept van geïntegreerde optica werd in 1969 door Dr. Miller van Bell Laboratories naar voren gebracht. Integrated Optics is een nieuw onderwerp dat optische apparaten en hybride optische elektronische apparatensystemen met behulp van geïntegreerde methoden bestudeert en ontwikkelt met behulp van geïntegreerde methoden op basis van opto -elektronica en micro -elektronica. De theoretische basis van geïntegreerde optica is optica en opto -elektronica, met golfoptica en informatie -optiek, niet -lineaire optica, halfgeleider opto -elektronica, kristaloptiek, dunne filmoptiek, geleide golfoptiek, gekoppelde modus en parametrische interactietheorie, dunne film optische golfgeleideringen en systemen. De technologische basis is voornamelijk dunne filmtechnologie en micro -elektronica -technologie. Het applicatieveld van geïntegreerde optica is zeer breed, naast optische vezelcommunicatie, optische vezelsensortechnologie, optische informatieverwerking, optische computer en optische opslag, er zijn andere velden, zoals materiaalwetenschappelijk onderzoek, optische instrumenten, spectraal onderzoek.
Ten eerste, geïntegreerde optische voordelen
1. Vergelijking met discrete optische apparatensystemen
Discreet optisch apparaat is een type optisch apparaat dat op een groot platform of optische basis is vastgesteld om een optisch systeem te vormen. De grootte van het systeem is in de orde van 1m2 en de dikte van de balk is ongeveer 1 cm. Naast het grote formaat zijn montage en aanpassing ook moeilijker. Het geïntegreerde optische systeem heeft de volgende voordelen:
1. Lichtgolven zich voortplanten in optische golfgeleiders en lichtgolven zijn gemakkelijk te regelen en hun energie te behouden.
2. Integratie brengt stabiele positionering. Zoals hierboven vermeld, verwacht Integrated Optics meerdere apparaten op hetzelfde substraat te maken, dus er zijn geen assemblageproblemen die discrete optica hebben, zodat de combinatie stabiel kan zijn, zodat deze ook meer aanpasbaar is aan omgevingsfactoren zoals trillingen en temperatuur.
(3) de apparaatgrootte en de interactielengte worden ingekort; De bijbehorende elektronica werkt ook op lagere spanningen.
4. Hoge vermogensdichtheid. Het licht dat langs de golfgeleider wordt verzonden, is beperkt tot een kleine lokale ruimte, wat resulteert in een hoge optische vermogensdichtheid, die gemakkelijk is om de noodzakelijke apparaatbedieningsdrempels te bereiken en te werken met niet -lineaire optische effecten.
5. Geïntegreerde optica zijn in het algemeen geïntegreerd op een centimeterschaalsubstraat, dat klein in grootte en licht in gewicht is.
2. Vergelijking met geïntegreerde circuits
De voordelen van optische integratie kunnen worden onderverdeeld in twee aspecten, één is om het geïntegreerde elektronische systeem (geïntegreerde circuit) te vervangen door het geïntegreerde optische systeem (geïntegreerde optische circuit); De andere is gerelateerd aan de optische optische golfgeleider van de optische vezel en het diëlektrische vlak die de lichtgolf leidt in plaats van draad- of coaxkabel om het signaal te verzenden.
In een geïntegreerd optisch pad worden de optische elementen gevormd op een wafelsubstraat en verbonden door optische golfgeleiders gevormd binnen of op het oppervlak van het substraat. Het geïntegreerde optische pad, dat optische elementen op hetzelfde substraat integreert in de vorm van dunne film, is een belangrijke manier om de miniaturisatie van het oorspronkelijke optische systeem op te lossen en de algehele prestaties te verbeteren. Het geïntegreerde apparaat heeft de voordelen van kleine, stabiele en betrouwbare prestaties, hoge efficiëntie, laag stroomverbruik en eenvoudig gebruik.
Over het algemeen omvatten de voordelen van het vervangen van geïntegreerde circuits door geïntegreerde optische circuits verhoogde bandbreedte, multiplexing van de golflengte, multiplexschakelen, klein koppelingsverlies, klein formaat, lichtgewicht, laag stroomverbruik, goede batchbereidingseconomie en hoge betrouwbaarheid. Vanwege de verschillende interacties tussen licht en materie kunnen nieuwe apparaatfuncties ook worden gerealiseerd door verschillende fysieke effecten te gebruiken, zoals foto-elektrisch effect, elektro-optisch effect, akoesto-optisch effect, magneto-optisch effect, thermo-optisch effect, enzovoort in de samenstelling van het geïntegreerde optische pad.
2. Onderzoek en toepassing van geïntegreerde optica
Geïntegreerde optica wordt veel gebruikt op verschillende gebieden, zoals industrie, militaire en economie, maar het wordt voornamelijk gebruikt in de volgende aspecten:
1. Communicatie en optische netwerken
Optische geïntegreerde apparaten zijn de belangrijkste hardware om optische communicatienetwerken met hoge snelheid en grote capaciteit te realiseren, waaronder geïntegreerde laserbron met een hoge snelheid, golfgeleider-rooster array Dense golflengte divisie multiplexer, smalbandrespons geïntegreerde fotodetector, routeringsgolflengte converter, snelle respons optische schakelmatrix, lage verlies multiple access gave gave gave gave gave gave gave gave gave golfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfgolfen
2. Fotonische computer
De zogenaamde fotoncomputer is een computer die licht gebruikt als het transmissiemedium van informatie. Fotonen zijn bosonen, die geen elektrische lading hebben, en lichtstralen kunnen parallel of kruisen zonder elkaar te beïnvloeden, wat het aangeboren vermogen van grote parallelle verwerking heeft. Photonic Computer heeft ook de voordelen van grote informatie-opslagcapaciteit, sterk anti-interferentievermogen, lage vereisten voor omgevingscondities en sterke fouttolerantie. De meest elementaire functionele componenten van fotonische computers zijn geïntegreerde optische schakelaars en geïntegreerde optische logische componenten.
3. Andere toepassingen, zoals optische informatieprocessor, glasvezelsensor, vezelroosterssensor, glasvezelgyroscoop, enz.
Posttijd: juni-28-2023