Entegre optik kavramı, 1969 yılında Bell Laboratuvarlarından 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, birleşik 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; fiber optik iletişim, fiber optik algılama teknolojisi, optik bilgi işleme, optik bilgisayar ve optik depolamaya ek olarak malzeme bilimi araştırmaları, optik aletler, spektral araştırma gibi başka alanlar da vardır.
İlk olarak, entegre optik avantajlar
1. Ayrık optik cihaz sistemleriyle karşılaştırma
Ayrık optik cihaz, bir optik sistem oluşturmak için geniş bir platform veya optik taban üzerine sabitlenen bir tür optik cihazdır.Sistemin boyutu 1 m2 civarında olup kiriş kalınlığı yaklaşık 1 cm'dir.Büyük boyutunun yanı sıra montajı ve ayarlanması da daha zordur.Entegre optik sistem aşağıdaki avantajlara sahiptir:
1. Işık dalgaları optik dalga kılavuzlarında yayılır ve ışık dalgalarının enerjilerini kontrol etmek ve korumak kolaydır.
2. Entegrasyon istikrarlı konumlandırmayı sağlar.Yukarıda bahsedildiği gibi, entegre optikler aynı alt tabaka üzerinde birden fazla cihaz üretmeyi bekler, bu nedenle ayrı optiklerin sahip olduğu montaj sorunları yoktur, böylece kombinasyon stabil olabilir ve böylece titreşim ve sıcaklık gibi çevresel faktörlere daha fazla uyum sağlayabilir. .
(3) Cihaz boyutu ve etkileşim uzunluğu kısaltılır;İlgili elektronikler de daha düşük voltajlarda çalışır.
4. Yüksek güç yoğunluğu.Dalga kılavuzu boyunca iletilen ışık, küçük bir yerel alanla sınırlandırılır ve bunun sonucunda yüksek optik güç yoğunluğu elde edilir; bu, gerekli cihaz çalıştırma eşiklerine kolayca ulaşır ve doğrusal olmayan optik etkilerle çalışır.
5. Entegre optikler genellikle boyutu küçük ve ağırlığı hafif olan santimetre ölçekli bir alt tabakaya entegre edilir.
2. Entegre devrelerle karşılaştırma
Optik entegrasyonun avantajları iki açıdan ayrılabilir; birincisi, entegre elektronik sistemin (entegre devre) entegre optik sistemle (entegre optik devre) değiştirilmesidir;Diğeri ise sinyali iletmek için tel veya koaksiyel kablo yerine ışık dalgasını yönlendiren fiber optik ve dielektrik düzlem optik dalga kılavuzuyla ilgilidir.
Entegre bir optik yolda, optik elemanlar bir levha substrat üzerinde oluşturulur ve substratın içinde veya yüzeyinde oluşturulan optik dalga kılavuzları ile bağlanır.Optik elemanları aynı alt tabaka üzerinde ince film şeklinde birleştiren entegre optik yol, orijinal optik sistemin minyatürleşmesini çözmenin ve genel performansı iyileştirmenin önemli bir yoludur.Entegre cihaz, küçük boyut, istikrarlı ve güvenilir performans, yüksek verimlilik, düşük güç tüketimi ve kolay kullanım avantajlarına sahiptir.
Genel olarak, entegre devreleri entegre optik devrelerle değiştirmenin avantajları arasında artan bant genişliği, dalga boyu bölmeli çoğullama, multipleks 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 fotoelektrik etki, elektro-optik etki, akusto-optik etki, manyeto-optik etki, termo-optik etki vb. çeşitli fiziksel etkiler kullanılarak yeni cihaz fonksiyonları da gerçekleştirilebilir. entegre optik yolun bileşimi.
2. Entegre optiklerin araştırılması ve uygulanması
Entegre optikler endüstri, askeriye ve ekonomi gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır ancak esas olarak aşağıdaki yönlerde kullanılmaktadır:
1. İletişim ve optik ağlar
Optik entegre cihazlar, yüksek hızlı yanıtlı entegre lazer kaynağı, dalga kılavuzu ızgara dizisi yoğun dalga boyu bölmeli çoklayıcı, dar bant yanıtlı entegre fotodetektör, yönlendirme dalga boyu dönüştürücü, hızlı yanıtlı optik anahtarlama matrisi dahil olmak üzere yüksek hızlı ve büyük kapasiteli optik iletişim ağlarını gerçekleştirmek için temel donanımdır. düşük kayıplı çoklu erişim dalga kılavuzu ışın ayırıcı vb.
2. Fotonik bilgisayar
Foton bilgisayarı olarak adlandırılan bilgisayar, bilginin iletim ortamı olarak ışığı kullanan bir bilgisayardır.Fotonlar, elektrik yükü olmayan bozonlardır ve ışık ışınları birbirini etkilemeden paralel veya çapraz geçebilir; bu da doğuştan gelen büyük paralel işleme kapasitesine sahiptir.Fotonik bilgisayar ayrıca geniş bilgi depolama kapasitesi, güçlü parazit önleme yeteneği, çevresel koşullar için düşük gereksinimler ve güçlü hata toleransı gibi avantajlara da sahiptir.Fotonik bilgisayarların en temel işlevsel bileşenleri, entegre optik anahtarlar ve entegre optik mantık bileşenleridir.
3. Optik bilgi işlemcisi, fiber optik sensör, fiber ızgara sensörü, fiber optik jiroskop vb. gibi diğer uygulamalar.
Gönderim zamanı: Haz-28-2023