Entegre optik kavramı 1969 yılında Bell Laboratuvarları'ndan Dr. Miller tarafından ortaya atılmıştır. Entegre optik, optoelektronik ve mikroelektronik temelinde entegre yöntemler kullanarak optik cihazları ve hibrit optik elektronik cihaz sistemlerini inceleyen ve geliştiren yeni bir konudur. Entegre optiğin teorik temeli, dalga optiği ve bilgi optiği, doğrusal olmayan optik, yarı iletken optoelektronik, kristal optik, ince film optiği, yönlendirilmiş dalga optiği, eşleştirilmiş 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 optiğin uygulama alanı çok geniştir, optik fiber iletişimi, optik fiber algılama teknolojisi, optik bilgi işleme, optik bilgisayar ve optik depolamaya ek olarak malzeme bilimi araştırması, optik aletler, spektral araştırma gibi başka alanlar da vardır.
Birincisi, entegre optik avantajları
1. Ayrık optik cihaz sistemleriyle karşılaştırma
Ayrık optik cihaz, optik bir sistem oluşturmak için büyük bir platform veya optik taban üzerine sabitlenmiş bir tür optik cihazdır. Sistemin boyutu 1m2 mertebesindedir ve ışının kalınlığı yaklaşık 1cm'dir. Büyük boyutuna ek olarak, montajı ve ayarlanması 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, istikrarlı konumlandırma getirir. Yukarıda belirtildiği gibi, entegre optikler aynı alt tabaka üzerinde birkaç cihaz yapmayı bekler, bu nedenle ayrı optiklerin sahip olduğu montaj sorunları yoktur, böylece kombinasyon istikrarlı olabilir, böylece titreşim ve sıcaklık gibi çevresel faktörlere daha iyi uyum sağlayabilir.
(3) Cihaz boyutu ve etkileşim uzunluğu kısalır; İlgili elektronikler de daha düşük voltajlarda çalışır.
4. Yüksek güç yoğunluğu. Dalga kılavuzu boyunca iletilen ışık küçük bir yerel alana hapsedilir, bu da gerekli cihaz çalışma eşiklerine ulaşmayı ve doğrusal olmayan optik etkilerle çalışmayı kolaylaştıran yüksek bir optik güç yoğunluğuyla sonuçlanır.
5. Entegre optikler genellikle küçük boyutlu ve hafif bir santimetre ölçeğindeki alt tabaka üzerine entegre edilir.
2. Entegre devrelerle karşılaştırma
Optik entegrasyonun avantajları iki açıdan incelenebilir, birincisi entegre elektronik sistemi (entegre devre) entegre optik sistem (entegre optik devre) ile değiştirmesidir; diğeri ise ışık dalgasını tel veya koaksiyel kablo yerine yönlendiren optik fiber ve dielektrik düzlem optik dalga kılavuzu ile ilgilidir ve sinyali iletir.
Entegre optik yolda, optik elemanlar bir gofret alt tabakasında oluşturulur ve alt tabakanın içinde veya yüzeyinde oluşturulan optik dalga kılavuzları ile bağlanır. Optik elemanları aynı alt tabakaya ince film biçiminde entegre eden entegre optik yol, orijinal optik sistemin minyatürleştirilmesini çözmek ve genel performansı iyileştirmek için önemli bir yoldur. Entegre cihaz, küçük boyut, kararlı ve güvenilir performans, yüksek verimlilik, düşük güç tüketimi ve kolay kullanım avantajlarına sahiptir.
Genel olarak, entegre devrelerin entegre optik devrelerle değiştirilmesinin avantajları arasında artan bant genişliği, dalga boyu bölmeli çoklama, çoklamalı anahtarlama, küçük bağlantı kaybı, küçük boyut, hafiflik, düşük güç tüketimi, iyi parti hazırlama ekonomisi ve yüksek güvenilirlik yer alır. Işık ve madde arasındaki çeşitli etkileşimler nedeniyle, entegre optik yolun bileşiminde fotoelektrik etki, elektro-optik etki, akusto-optik etki, manyeto-optik etki, termo-optik etki vb. gibi çeşitli fiziksel etkiler kullanılarak yeni cihaz işlevleri de gerçekleştirilebilir.
2. Entegre optiklerin araştırılması ve uygulanması
Entegre optik, sanayi, askeri ve ekonomi gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak esas olarak aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır:
1. İletişim ve optik ağlar
Optik entegre cihazlar, yüksek hızlı ve büyük kapasiteli optik iletişim ağlarını gerçekleştirmek için temel donanımlardır; bunlara yüksek hızlı tepkili entegre lazer kaynağı, dalga kılavuzu kafes dizisi yoğun dalga boyu bölmeli çoklayıcı, dar bant tepkili entegre fotodedektör, yönlendirme dalga boyu dönüştürücü, hızlı tepkili optik anahtarlama matrisi, düşük kayıplı çoklu erişimli dalga kılavuzu ışın bölücü vb. dahildir.
2. Fotonik bilgisayar
Foton bilgisayarı olarak adlandırılan, bilgi iletim ortamı olarak ışığı kullanan bir bilgisayardır. Fotonlar, elektrik yükü olmayan bozonlardır ve ışık ışınları birbirini etkilemeden paralel veya çapraz geçebilir, bu da büyük paralel işlemenin doğuştan gelen yeteneğine sahiptir. Fotonik bilgisayar ayrıca büyük bilgi depolama kapasitesi, güçlü anti-girişim yeteneği, çevre koşulları için düşük gereksinimler ve güçlü hata toleransı avantajlarına sahiptir. Fotonik bilgisayarların en temel işlevsel bileşenleri entegre optik anahtarlar ve entegre optik mantık bileşenleridir.
3. Optik bilgi işlemcisi, fiber optik sensör, fiber kafes sensörü, fiber optik jiroskop vb. gibi diğer uygulamalar.
Gönderi zamanı: 28-Haz-2023