Entegre optik kavramı, 1969'da Bell Laboratuvarlarından Dr. Miller tarafından ortaya konmuştur. Entegre optik, optik cihazları ve hibrid optik elektronik cihaz sistemlerini optoelektronik ve mikroelektronik temelinde entegre yöntemler kullanarak inceleyen ve geliştiren yeni bir konudur. Entegre optiklerin teorik temeli, dalga optikleri ve bilgi optikleri, doğrusal olmayan optikler, yarı iletken optikler, kristal optikler, ince film optikleri, güdümlü dalga optikleri, birleştirilmiş mod ve parametrik etkileşim teorisi, ince film optik dalga kılavuzu cihazları ve sistemlerini içeren optik ve optoelektroniktir. Teknolojik temel esas olarak ince film teknolojisi ve mikroelektronik teknolojisidir. Entegre optik uygulama alanı çok geniştir, optik fiber iletişimi, optik fiber algılama teknolojisi, optik bilgi işleme, optik bilgisayar ve optik depolama, malzeme bilimi araştırması, optik enstrümanlar, spektral araştırmalar gibi başka alanlar da vardır.
İlk olarak, entegre optik avantajlar
1. Ayrık optik cihaz sistemleriyle karşılaştırma
Ayrık optik cihaz, optik bir sistem oluşturmak için büyük bir platform veya optik taban üzerine sabitlenmiş bir optik cihaz türüdür. Sistemin boyutu 1m2 ve ışının kalınlığı yaklaşık 1 cm'dir. Büyük boyutuna ek olarak, montaj ve ayarlama da daha zordur. Entegre optik sistemin aşağıdaki avantajları vardır:
1. Işık dalgaları optik dalga kılavuzlarında yayılır ve ışık dalgalarının enerjilerini kontrol etmek ve korumak kolaydır.
2. Entegrasyon sabit konumlandırma getirir. Yukarıda belirtildiği gibi, entegre optik aynı substrat üzerinde birkaç cihaz yapmayı beklemektedir, bu nedenle ayrık optiklerin sahip olduğu montaj problemleri yoktur, böylece kombinasyon kararlı olabilir, böylece titreşim ve sıcaklık gibi çevresel faktörlere daha uyarlanabilir.
(3) cihaz boyutu ve etkileşim uzunluğu kısaltılır; İlişkili elektronikler ayrıca daha düşük voltajlarda çalışır.
4. Yüksek güç yoğunluğu. Dalga kılavuzu boyunca iletilen ışık, küçük bir yerel alanla sınırlıdır, bu da yüksek optik güç yoğunluğuna neden olur, bu da gerekli cihaz çalışma eşiklerine ulaşmak ve doğrusal olmayan optik efektlerle çalışır.
5. Entegre optikler genellikle küçük boyut ve ışık ağırlığı olan santimetre ölçekli bir substrat üzerine entegre edilir.
2. Entegre devrelerle karşılaştırma
Optik entegrasyonun avantajları iki yöne ayrılabilir, biri entegre elektronik sistemin (entegre devre) entegre optik sistem (entegre optik devre) ile değiştirmektir; Diğeri, sinyali iletmek için tel veya koaksiyel kablo yerine ışık dalgasını yönlendiren optik fiber ve dielektrik düzlem optik dalga kılavuzu ile ilgilidir.
Entegre bir optik yolda, optik elemanlar bir gofret substratı üzerinde oluşturulur ve substratın içinde veya yüzeyinde oluşan optik dalga kılavuzları ile bağlanır. Aynı substrat üzerindeki optik elemanları ince film şeklinde entegre eden entegre optik yol, orijinal optik sistemin minyatürleştirmesini çözmek ve genel performansı geliştirmek için önemli bir yoldur. Entegre cihaz, küçük boyut, istikrarlı ve güvenilir performans, yüksek verimlilik, düşük güç tüketimi ve kolay kullanım avantajlarına sahiptir.
Genel olarak, entegre devrelerin entegre optik devrelerle değiştirilmesinin avantajları arasında bant genişliği, dalga boyu bölümü çoğullama, multipleks anahtarlama, küçük bağlantı kaybı, küçük boyut, hafif, düşük güç tüketimi, iyi parti hazırlama ekonomisi ve yüksek güvenilirlik sayılabilir. Işık ve madde arasındaki çeşitli etkileşimler nedeniyle, yeni cihaz fonksiyonları, fotoelektrik etki, elektro-optik etki, akusto-optik etki, manyeto-optik etki, termo-optik etki ve benzeri gibi çeşitli fiziksel etkiler kullanılarak entegre optik yolun bileşiminde de gerçekleştirilebilir.
2. Entegre optiklerin araştırılması ve uygulaması
Entegre optik, endüstri, askeri ve ekonomi gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılır, ancak esas olarak aşağıdaki yönlerde kullanılır:
1. İletişim ve Optik Ağlar
Optik entegre cihazlar, yüksek hızlı tepki entegre lazer kaynağı, dalga kılavuzu ızgara dizisi yoğun dalga boyu bölümü çoklayıcı, dar bant tepkisi entegre fotodetektör, yönlendirme dalga boyu dönüştürücü, hızlı tepki optik anahtarlama matrisi, düşük kayıplı çoklu erişim dalgalı beam divitter vb.
2. Fotonik bilgisayar
Foton bilgisayarı, bilgi iletim ortamı olarak ışığı kullanan bir bilgisayardır. Fotonlar elektrik yükü olmayan bozonlardır ve ışık kirişleri birbirini etkilemeden paralel veya çapraz geçebilir, bu da büyük paralel işlemenin doğuştan gelen özelliğine sahiptir. Fotonik bilgisayar ayrıca büyük bilgi depolama kapasitesi, güçlü anti-meslek yeteneği, çevre koşulları için düşük gereksinimler ve güçlü arıza toleransı avantajlarına sahiptir. Fotonik bilgisayarların en temel fonksiyonel bileşenleri entegre optik anahtarlar ve entegre optik mantık bileşenleridir.
3. Optik bilgi işlemcisi, fiber optik sensörü, fiber ızgara sensörü, fiber optik jiroskop, vb.
Gönderme Zamanı:-28 Haziran-2023