Канцэпцыя інтэграванай оптыкі была вылучана доктарам Мілерам з Bell Laboratories у 1969 годзе. Інтэграваная оптыка - гэта новы прадмет, які вывучае і распрацоўвае аптычныя прылады і гібрыдныя сістэмы аптычных электронных прылад з выкарыстаннем інтэгральных метадаў на аснове оптаэлектронікі і мікраэлектронікі.Тэарэтычнай асновай інтэгральнай оптыкі з'яўляецца оптыка і оптаэлектроніка, якая ўключае хвалевую оптыку і інфармацыйную оптыку, нелінейную оптыку, паўправадніковую оптаэлектроніку, крышталёвую оптыку, оптыку тонкіх плёнак, оптыку накіраваных хваль, тэорыю звязаных мод і параметрычнага ўзаемадзеяння, тонкаплёнкавыя аптычныя хвалеводныя прылады і сістэмы.Тэхналагічнай асновай з'яўляюцца ў асноўным тонкаплёнкавыя тэхналогіі і тэхналогіі мікраэлектронікі.Вобласць прымянення інтэграванай оптыкі вельмі шырокая, у дадатак да валаконна-аптычнай сувязі, тэхналогіі зандзіравання аптычнага валакна, аптычнай апрацоўкі інфармацыі, аптычнага камп'ютэра і аптычнага назапашвальніка, ёсць і іншыя вобласці, такія як матэрыялазнаўчыя даследаванні, аптычныя прыборы, спектральныя даследаванні.
Па-першае, убудаваныя аптычныя перавагі
1. Параўнанне з сістэмамі дыскрэтных аптычных прылад
Дыскрэтная аптычная прылада - тып аптычнай прылады, замацаванай на вялікай платформе або аптычнай аснове для фарміравання аптычнай сістэмы.Памер сістэмы - парадку 1м2, а таўшчыня бруса - каля 1см.У дадатак да вялікіх памераў, зборка і рэгуляванне таксама складаней.Убудаваная аптычная сістэма мае наступныя перавагі:
1. Светлавыя хвалі распаўсюджваюцца ў аптычных хваляводах, і светлавыя хвалі лёгка кантраляваць і падтрымліваць іх энергію.
2. Інтэграцыя забяспечвае стабільнае пазіцыянаванне.Як згадвалася вышэй, інтэграваная оптыка разлічвае вырабляць некалькі прылад на адной падкладцы, таму няма праблем са зборкай, якія ёсць у дыскрэтнай оптыкі, так што камбінацыя можа быць стабільнай, так што яна таксама больш адаптуецца да фактараў навакольнага асяроддзя, такіх як вібрацыя і тэмпература .
(3) Памер прылады і даўжыня ўзаемадзеяння скарочаны;Звязаная электроніка таксама працуе пры больш нізкіх напружаннях.
4. Высокая шчыльнасць магутнасці.Святло, якое праходзіць па хваляводу, абмежавана невялікай лакальнай прасторай, што прыводзіць да высокай шчыльнасці аптычнай магутнасці, з якой лёгка дасягнуць неабходных працоўных парогаў прылады і працаваць з нелінейна-аптычнымі эфектамі.
5. Інтэграваная оптыка, як правіла, убудоўваецца на падкладку ў сантыметровым маштабе, якая мае малыя памеры і лёгкую вагу.
2. Параўнанне з інтэгральнымі схемамі
Перавагі аптычнай інтэграцыі можна падзяліць на два аспекты: адзін заключаецца ў замене інтэграванай электроннай сістэмы (інтэгральнай схемы) інтэграванай аптычнай сістэмай (інтэграванай аптычнай схемы);Іншы звязаны з аптычным валакном і дыэлектрычным плоскім аптычным хваляводам, якія накіроўваюць светлавую хвалю замест дроту або кааксіяльнага кабеля для перадачы сігналу.
У інтэграваным аптычным шляху аптычныя элементы сфарміраваны на падкладцы пласціны і злучаны аптычнымі хваляводамі, утворанымі ўнутры або на паверхні падкладкі.Інтэграваны аптычны шлях, які аб'ядноўвае аптычныя элементы на адной падкладцы ў выглядзе тонкай плёнкі, з'яўляецца важным спосабам мініяцюрызацыі арыгінальнай аптычнай сістэмы і паляпшэння агульных характарыстык.Убудаваная прылада мае такія перавагі, як малыя памеры, стабільная і надзейная праца, высокая эфектыўнасць, нізкае энергаспажыванне і простае выкарыстанне.
Увогуле, перавагі замены інтэгральных схем інтэгральнымі аптычнымі схемамі ўключаюць павялічаную прапускную здольнасць, мультыплексаванне па даўжынях хваль, мультыплекснае пераключэнне, невялікія страты на сувязі, невялікі памер, малы вага, нізкае энергаспажыванне, добрую эканомію падрыхтоўкі партыі і высокую надзейнасць.З-за розных узаемадзеянняў паміж святлом і матэрыяй новыя функцыі прылады таксама могуць быць рэалізаваны з дапамогай розных фізічных эфектаў, такіх як фотаэлектрычны эфект, электрааптычны эфект, акустааптычны эфект, магнітааптычны эфект, тэрмааптычны эфект і гэтак далей. склад інтэграванага аптычнага тракту.
2. Даследаванне і прымяненне інтэгральнай оптыкі
Інтэграваная оптыка шырока выкарыстоўваецца ў розных галінах, такіх як прамысловасць, ваенная і эканоміка, але ў асноўным яна выкарыстоўваецца ў наступных аспектах:
1. Сувязь і аптычныя сеткі
Аптычныя інтэграваныя прылады з'яўляюцца ключавым абсталяваннем для рэалізацыі высакахуткасных аптычных сетак сувязі з вялікай ёмістасцю, у тым ліку інтэграванай крыніцы лазера з высакахуткасным водгукам, мультыплексарам з шчыльным дзяленнем даўжынь хваль з масівам хваляводнай рашоткі, убудаваным фотадэтэктарам з вузкапалосным водгукам, пераўтваральнікам даўжыні хвалі маршрутызацыі, матрыцай аптычнага пераключэння з хуткай рэакцыяй, хваляводны раздзяляльнік прамяня з множным доступам з нізкімі стратамі і гэтак далей.
2. Фатонны кампутар
Так званы фатонны кампутар - гэта кампутар, які выкарыстоўвае святло ў якасці асяроддзя перадачы інфармацыі.Фатоны - гэта базоны, якія не маюць электрычнага зарада, і прамяні святла могуць праходзіць паралельна або перакрыжоўвацца, не закранаючы адзін аднаго, што мае прыроджаную здольнасць да выдатнай паралельнай апрацоўкі.Фатонны камп'ютэр таксама мае такія перавагі, як вялікая ёмістасць для захоўвання інфармацыі, моцная здольнасць супрацьстаяць перашкодам, нізкія патрабаванні да ўмоў навакольнага асяроддзя і высокая адмоваўстойлівасць.Самыя асноўныя функцыянальныя кампаненты фатонных кампутараў - гэта інтэграваныя аптычныя перамыкачы і інтэграваныя аптычныя лагічныя кампаненты.
3. Іншыя прыкладанні, такія як аптычны інфармацыйны працэсар, валаконна-аптычны датчык, валаконна-аптычны датчык, валаконна-аптычны гіраскоп і г.д.
Час публікацыі: 28 чэрвеня 2023 г