Концепт интегрисане оптике изнео је др Милер из Белл Лабораториес 1969. године. Интегрисана оптика је нова тема која проучава и развија оптичке уређаје и хибридне оптичке електронске системе уређаја коришћењем интегрисаних метода на бази оптоелектронике и микроелектронике. Теоријска основа интегрисане оптике је оптика и оптоелектроника, која обухвата таласну оптику и информациону оптику, нелинеарну оптику, полупроводничку оптоелектронику, кристалну оптику, танкослојну оптику, оптику вођених таласа, теорију спрегнутог мода и параметарске интеракције, уређаје и системе танкослојних оптичких таласовода. Технолошка основа је углавном технологија танког филма и технологија микроелектронике. Област примене интегрисане оптике је веома широка, поред комуникације оптичким влакнима, технологије сензора оптичких влакана, оптичке обраде информација, оптичког рачунара и оптичког складиштења, постоје и друге области, као што су истраживање науке о материјалима, оптички инструменти, спектрална истраживања.
Прво, интегрисане оптичке предности
1. Поређење са системима дискретних оптичких уређаја
Дискретни оптички уређај је тип оптичког уређаја који је фиксиран на великој платформи или оптичкој бази како би се формирао оптички систем. Величина система је реда величине 1м2, а дебљина греде је око 1цм. Поред велике величине, монтажа и подешавање су такође тежи. Интегрисани оптички систем има следеће предности:
1. Светлосни таласи се шире у оптичким таласоводима, а светлосне таласе је лако контролисати и одржавати њихову енергију.
2. Интеграција доноси стабилно позиционирање. Као што је горе поменуто, интегрисана оптика очекује да направи неколико уређаја на истој подлози, тако да нема проблема са монтажом које има дискретна оптика, тако да комбинација може бити стабилна, тако да је такође прилагодљивија факторима средине као што су вибрације и температура .
(3) Величина уређаја и дужина интеракције су скраћени; Повезана електроника такође ради на нижим напонима.
4. Велика густина снаге. Светлост која се преноси дуж таласовода је ограничена на мали локални простор, што резултира високом густином оптичке снаге, која лако достиже потребне прагове рада уређаја и ради са нелинеарним оптичким ефектима.
5. Интегрисана оптика је генерално интегрисана на подлози у центиметарској скали, која је мале величине и мале тежине.
2. Поређење са интегрисаним колима
Предности оптичке интеграције могу се поделити на два аспекта, један је замена интегрисаног електронског система (интегрисано коло) са интегрисаним оптичким системом (интегрисано оптичко коло); Други је повезан са оптичким влакном и оптичким таласоводом са диелектричним равним који усмеравају светлосни талас уместо жице или коаксијалног кабла за пренос сигнала.
У интегрисаној оптичкој путањи, оптички елементи су формирани на подлози од плочице и повезани оптичким таласоводима формираним унутар или на површини супстрата. Интегрисана оптичка путања, која интегрише оптичке елементе на истој подлози у облику танког филма, важан је начин да се реши минијатуризација оригиналног оптичког система и побољша укупне перформансе. Интегрисани уређај има предности мале величине, стабилних и поузданих перформанси, високе ефикасности, ниске потрошње енергије и једноставне употребе.
Генерално, предности замене интегрисаних кола интегрисаним оптичким колима укључују повећани пропусни опсег, мултиплексирање са поделом таласних дужина, мултиплексно пребацивање, мали губитак у спрези, малу величину, малу тежину, ниску потрошњу енергије, добру економичност припреме серије и високу поузданост. Због различитих интеракција између светлости и материје, нове функције уређаја могу се реализовати и коришћењем различитих физичких ефеката као што су фотоелектрични ефекат, електро-оптички ефекат, акусто-оптички ефекат, магнето-оптички ефекат, термо-оптички ефекат итд. састав интегрисане оптичке путање.
2. Истраживање и примена интегрисане оптике
Интегрисана оптика се широко користи у различитим областима као што су индустрија, војска и привреда, али се углавном користи у следећим аспектима:
1. Комуникационе и оптичке мреже
Оптички интегрисани уређаји су кључни хардвер за реализацију оптичких комуникационих мрежа велике брзине и великог капацитета, укључујући интегрисани ласерски извор велике брзине, мултиплексер са густом поделом таласних дужина низа таласоводних решетки, интегрисани фотодетектор уског опсега, претварач таласних дужина за рутирање, оптичку матрицу пребацивања брзог одзива, разделник снопа таласовода са малим губицима и тако даље.
2. Фотонски рачунар
Такозвани фотонски рачунар је рачунар који користи светлост као медиј за пренос информација. Фотони су бозони, који немају електрични набој, а светлосни снопови могу да пролазе паралелно или укрштају без утицаја једни на друге, што има урођену способност велике паралелне обраде. Фотонски рачунар такође има предности великог капацитета за складиштење информација, јаке способности против сметњи, ниских захтева за услове околине и јаке толеранције грешака. Најосновније функционалне компоненте фотонских рачунара су интегрисани оптички прекидачи и интегрисане оптичке логичке компоненте.
3. Друге апликације, као што су оптички информациони процесор, оптички сензор, сензор за решетке влакана, оптички жироскоп итд.
Време поста: 28.06.2023