Das Konzept der integrierten Optik wurde 1969 von Dr. Miller von Bell Laboratories vorgestellt. Integrierte Optik ist ein neues Thema, das optische Geräte und hybride optische elektronische Gerätesysteme unter Verwendung integrierter Methoden auf der Grundlage der Optoelektronik und der Mikroelektronik untersucht und entwickelt. Die theoretische Basis der integrierten Optik ist Optik und Optoelektronik, die Wellenoptik und Informationsoptik, nichtlineare Optik, Halbleiteroptoelektronik, Kristalloptik, Dünnfilmoptik, geführte Wellenoptik, gekoppelte Modus und parametrische Interaktionstheorie, dünne filmoptische Wellenluide und Systeme und Systeme umfasst. Die technologische Basis ist hauptsächlich Dünnfilmtechnologie und Mikroelektronik -Technologie. Das Anwendungsfeld der integrierten Optik ist neben der optischen Faserkommunikation, der optischen Fasererkennungstechnologie, der optischen Informationsverarbeitung, der optischen Computer und der optischen Speicherung sehr breit, auch andere Bereiche wie Materialwissenschaft, optische Instrumente, spektrale Forschung.
Erstens integrierte optische Vorteile
1. Vergleich mit diskreten optischen Gerätesystemen
Discrete optisches Gerät ist eine Art optischer Gerät, das auf einer großen Plattform oder einer optischen Basis festgelegt ist, um ein optisches System zu bilden. Die Größe des Systems liegt in der Größenordnung von 1m2 und die Dicke des Strahls beträgt ca. 1 cm. Zusätzlich zu seiner großen Größe sind Montage und Anpassung auch schwieriger. Das integrierte optische System hat die folgenden Vorteile:
1. Lichtwellen propagieren in optischen Wellenleitern, und Lichtwellen sind leicht zu steuern und ihre Energie aufrechtzuerhalten.
2. Die Integration bringt eine stabile Positionierung. Wie oben erwähnt, erwartet die integrierte Optik, mehrere Geräte auf demselben Substrat zu erstellen, sodass es keine Assemblerprobleme gibt, die diskrete Optik haben, damit die Kombination stabil sein kann, so dass sie auch an Umgebungsfaktoren wie Schwingung und Temperatur anpassungsfähiger ist.
(3) die Gerätegröße und die Interaktionslänge werden verkürzt; Die zugehörige Elektronik arbeitet auch bei niedrigeren Spannungen.
4. Hochleistungsdichte. Das am Wellenleiter übertragene Licht ist auf einen kleinen lokalen Raum beschränkt, was zu einer hohen optischen Leistungsdichte führt, die leicht zu den erforderlichen Geräte betrieben wird und mit nichtlinearen optischen Effekten arbeiten.
5. Integrierte Optik sind im Allgemeinen auf einem Substrat im Zentimeter-Maßstab integriert, das kleiner und leicht an Gewicht ist.
2. Vergleich mit integrierten Schaltungen
Die Vorteile der optischen Integration können in zwei Aspekte unterteilt werden. Einer besteht darin, das integrierte elektronische System (integrierter Schaltkreis) durch das integrierte optische System (integrierte optische Schaltung) zu ersetzen. Der andere hängt mit der optischen Wellenleiterin der optischen Faser und der dielektrischen Ebene zusammen, die die Lichtwelle anstelle von Draht oder Koaxialkabeln leiten, um das Signal zu übertragen.
In einem integrierten optischen Pfad werden die optischen Elemente auf einem Wafersubstrat gebildet und durch optische Wellenleiter verbunden, die in oder auf der Oberfläche des Substrats gebildet werden. Der integrierte optische Pfad, der optische Elemente auf demselben Substrat in Form eines Dünnfilms integriert, ist ein wichtiger Weg, um die Miniaturisierung des ursprünglichen optischen Systems zu lösen und die Gesamtleistung zu verbessern. Das integrierte Gerät hat die Vorteile von geringer Größe, stabiler und zuverlässiger Leistung, hoher Effizienz, geringem Stromverbrauch und einfacher Verwendung.
Im Allgemeinen umfassen die Vorteile, integrierte Schaltungen durch integrierte optische Schaltkreise zu ersetzen, erhöhte Bandbreite, Multiplexing der Wellenlängenabteilung, Multiplex -Umschaltung, kleiner Kopplungsverlust, geringes Größe, geringes Gewicht, geringem Stromverbrauch, gute Batch -Vorbereitungswirtschaft und hohe Zuverlässigkeit. Aufgrund der verschiedenen Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie können neue Gerätefunktionen auch durch die Verwendung verschiedener physikalischer Effekte wie fotoelektrischer Wirkung, elektrooptischer Effekt, akustooptischer Effekt, magnetooptischer Effekt, thermoptischer Effekt und so weiter in der Zusammensetzung des integrierten optischen Pfades realisiert werden.
2. Forschung und Anwendung integrierter Optik
Die integrierte Optik wird in verschiedenen Bereichen wie Industrie, Militär und Wirtschaft häufig verwendet, wird jedoch hauptsächlich in den folgenden Aspekten verwendet:
1. Kommunikation und optische Netzwerke
Optische integrierte Geräte sind die wichtigste Hardware, um hohe Geschwindigkeit und optische Kommunikationsnetzwerke mit großer Kapazität zu realisieren, einschließlich der integrierten Hochgeschwindigkeits-Reaktion integrierte Laserquelle, Multiplexer-Schmalband-Reaktion des Wellenleitungsarray-Array-Array-Array-Arrays, integrierter Fotodetektor, Routing-Wellenlänge-Konverter, Faste-Reaktion optischer Schaltmatrix, niedrigem Verlust mehrerer Zugangswellenguide-Splitter-Strahl-Strahlstreuungs-Strahlstreuungs-Strahlstrahler.
2. Photonischer Computer
Der sogenannte Photonencomputer ist ein Computer, der Licht als Übertragungsmedium der Information verwendet. Photonen sind Bosonen, die keine elektrische Ladung haben, und Lichtstrahlen können parallel oder kreuzen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen, was die angeborene Fähigkeit einer großen parallelen Verarbeitung aufweist. Photonischer Computer hat auch die Vorteile großer Informationsspeicherkapazitäten, starke Anti-Interferenz-Fähigkeiten, geringe Anforderungen an Umgebungsbedingungen und starke Fehlertoleranz. Die grundlegendsten funktionellen Komponenten von photonischen Computern sind integrierte optische Schalter und integrierte optische Logikkomponenten.
3.. Andere Anwendungen, wie z. B. Prozessor für den optischen Information, Glasfasersensor, Fasergittersensor, Glasfaser -Gyroskop usw.
Postzeit: Jun-28-2023