Die konsep van geïntegreerde optika is in 1969 deur Dr. Miller van Bell Laboratories voorgehou. Geïntegreerde optika is 'n nuwe vak wat optiese toestelle en hibriede optiese elektroniese toestelstelsels bestudeer en ontwikkel met behulp van geïntegreerde metodes op die basis van optiese- en mikro-elektronika. Die teoretiese basis van geïntegreerde optika is optika en opto-elektronika, wat golfoptika en inligtingsoptika, nie-lineêre optika, halfgeleieropto-elektronika, kristaloptika, dunfilmoptika, geleide golfoptika, gekoppelde modus en parametriese interaksieteorie, dunfilm optiese golfleiertoestelle en -stelsels behels. Die tegnologiese basis is hoofsaaklik dunfilmtegnologie en mikro-elektroniese tegnologie. Die toepassingsveld van geïntegreerde optika is baie wyd, benewens optiese vesel kommunikasie, optiese vesel sensing tegnologie, optiese inligting verwerking, optiese rekenaar en optiese berging, is daar ander velde, soos materiaal wetenskap navorsing, optiese instrumente, spektrale navorsing.
Eerstens, geïntegreerde optiese voordele
1. Vergelyking met diskrete optiese toestelstelsels
Diskrete optiese toestel is 'n tipe optiese toestel wat op 'n groot platform of optiese basis vasgemaak is om 'n optiese stelsel te vorm. Die grootte van die stelsel is in die orde van 1m2, en die dikte van die balk is ongeveer 1cm. Benewens sy groot grootte, is montering en verstelling ook moeiliker. Die geïntegreerde optiese stelsel het die volgende voordele:
1. Liggolwe versprei in optiese golfleiers, en liggolwe is maklik om te beheer en hul energie te onderhou.
2. Integrasie bring stabiele posisionering. Soos hierbo genoem, verwag geïntegreerde optika om verskeie toestelle op dieselfde substraat te maak, dus is daar geen monteringsprobleme wat diskrete optika het nie, sodat die kombinasie stabiel kan wees, sodat dit ook meer aanpasbaar is by omgewingsfaktore soos vibrasie en temperatuur .
(3) Die toestelgrootte en interaksielengte word verkort; Die gepaardgaande elektronika werk ook teen laer spannings.
4. Hoë kragdigtheid. Die lig wat langs die golfleier oorgedra word, is beperk tot 'n klein plaaslike ruimte, wat lei tot 'n hoë optiese drywingsdigtheid, wat maklik is om die nodige toestelbedryfsdrempels te bereik en met nie-lineêre optiese effekte te werk.
5. geïntegreerde optika is oor die algemeen geïntegreer op 'n sentimeter-skaal substraat, wat klein in grootte en lig in gewig is.
2. Vergelyking met geïntegreerde stroombane
Die voordele van optiese integrasie kan in twee aspekte verdeel word, een is om die geïntegreerde elektroniese stelsel (geïntegreerde stroombaan) te vervang met die geïntegreerde optiese stelsel (geïntegreerde optiese stroombaan); Die ander is verwant aan die optiese vesel en diëlektriese vlak optiese golfleier wat die liggolf lei in plaas van draad of koaksiale kabel om die sein oor te dra.
In 'n geïntegreerde optiese pad word die optiese elemente op 'n wafelsubstraat gevorm en verbind deur optiese golfleiers wat binne of op die oppervlak van die substraat gevorm word. Die geïntegreerde optiese pad, wat optiese elemente op dieselfde substraat integreer in die vorm van dun film, is 'n belangrike manier om die miniaturisering van die oorspronklike optiese stelsel op te los en die algehele prestasie te verbeter. Die geïntegreerde toestel het die voordele van klein grootte, stabiele en betroubare werkverrigting, hoë doeltreffendheid, lae kragverbruik en maklike gebruik.
Oor die algemeen sluit die voordele van die vervanging van geïntegreerde stroombane met geïntegreerde optiese stroombane verhoogde bandwydte, golflengtedeling-multipleksing, multipleksskakeling, klein koppelingsverlies, klein grootte, ligte gewig, lae kragverbruik, goeie bondelvoorbereidingsekonomie en hoë betroubaarheid in. As gevolg van die verskillende interaksies tussen lig en materie, kan nuwe toestelfunksies ook gerealiseer word deur gebruik te maak van verskeie fisiese effekte soos foto-elektriese effek, elektro-optiese effek, akoesto-optiese effek, magneto-optiese effek, termo-optiese effek ensovoorts in die samestelling van die geïntegreerde optiese pad.
2. Navorsing en toepassing van geïntegreerde optika
Geïntegreerde optika word wyd gebruik in verskeie velde soos nywerheid, militêre en ekonomie, maar dit word hoofsaaklik in die volgende aspekte gebruik:
1. Kommunikasie en optiese netwerke
Optiese geïntegreerde toestelle is die sleutelhardeware om hoëspoed- en grootkapasiteit optiese kommunikasienetwerke te realiseer, insluitend hoëspoedrespons-geïntegreerde laserbron, golfgeleiderrooster-skikking digte golflengteverdeling-multiplekser, smalbandrespons-geïntegreerde fotodetektor, roetering-golflengte-omskakelaar, vinnige-reaksie optiese skakelmatriks, lae verlies meervoudige toegang golfleier bundel splitter en so aan.
2. Fotoniese rekenaar
Die sogenaamde fotonrekenaar is 'n rekenaar wat lig as die oordragmedium van inligting gebruik. Fotone is bosone, wat geen elektriese lading het nie, en ligstrale kan parallel beweeg of kruis sonder om mekaar te beïnvloed, wat die aangebore vermoë van groot parallelle verwerking het. Fotoniese rekenaar het ook die voordele van groot inligtingstoorkapasiteit, sterk anti-inmengingsvermoë, lae vereistes vir omgewingstoestande en sterk fouttoleransie. Die mees basiese funksionele komponente van fotoniese rekenaars is geïntegreerde optiese skakelaars en geïntegreerde optiese logika komponente.
3. Ander toepassings, soos optiese inligting verwerker, optiese vesel sensor, vesel rooster sensor, optiese vesel giroskoop, ens.
Pos tyd: Jun-28-2023