Integratsiyalashgan optika kontseptsiyasi 1969 yilda Bell Laboratories doktori Miller tomonidan ilgari surilgan. Integratsiyalashgan optika optoelektronika va mikroelektronika asosida integratsiyalashgan usullardan foydalangan holda optik qurilmalar va gibrid optik elektron qurilmalar tizimini o'rganuvchi va ishlab chiqadigan yangi fandir.Integratsiyalashgan optikaning nazariy asosi toʻlqin optikasi va axborot optikasi, chiziqli boʻlmagan optika, yarimoʻtkazgichli optoelektronika, kristalli optika, yupqa plyonkali optika, boshqariladigan toʻlqin optikasi, bogʻlangan rejim va parametrik oʻzaro taʼsir nazariyasi, yupqa plyonkali optik toʻlqin uzatuvchi qurilmalar va tizimlarni oʻz ichiga olgan optika va optoelektronikadir.Texnologik asos asosan yupqa plyonka texnologiyasi va mikroelektronika texnologiyasidir.Integratsiyalashgan optikani qo'llash sohasi juda keng, optik tolali aloqa, optik tolali sensorlar texnologiyasi, optik axborotni qayta ishlash, optik kompyuter va optik saqlashdan tashqari, materialshunoslik tadqiqotlari, optik asboblar, spektral tadqiqotlar kabi boshqa sohalar ham mavjud.
Birinchidan, integratsiyalangan optik afzalliklar
1. Diskret optik qurilmalar tizimlari bilan taqqoslash
Diskret optik qurilma - optik tizimni tashkil qilish uchun katta platforma yoki optik asosga o'rnatilgan optik qurilma turi.Tizimning o'lchami 1 m2, nurning qalinligi esa taxminan 1 sm.Katta o'lchamlari bilan bir qatorda, yig'ish va sozlash ham qiyinroq.Integratsiyalashgan optik tizim quyidagi afzalliklarga ega:
1. Yorug'lik to'lqinlari optik to'lqin o'tkazgichlarda tarqaladi va yorug'lik to'lqinlarini boshqarish va energiyasini saqlash oson.
2. Integratsiya barqaror joylashishni keltirib chiqaradi.Yuqorida aytib o'tilganidek, integratsiyalashgan optika bir xil substratda bir nechta qurilmalarni ishlab chiqarishni kutadi, shuning uchun diskret optikada hech qanday montaj muammosi yo'q, shuning uchun kombinatsiya barqaror bo'lishi mumkin, shuning uchun u tebranish va harorat kabi atrof-muhit omillariga ham ko'proq moslashadi. .
(3) Qurilmaning o'lchami va o'zaro ta'sir uzunligi qisqartiriladi;Tegishli elektronika ham past kuchlanishlarda ishlaydi.
4. Yuqori quvvat zichligi.To'lqin yo'nalishi bo'ylab uzatiladigan yorug'lik kichik mahalliy bo'shliq bilan chegaralanadi, buning natijasida yuqori optik quvvat zichligi paydo bo'ladi, bu esa kerakli qurilmaning ishlash chegaralariga erishish va chiziqli bo'lmagan optik effektlar bilan ishlash oson.
5. integratsiyalashgan optika odatda santimetr o'lchovli substratda birlashtirilgan bo'lib, u kichik o'lchamli va engil vaznga ega.
2. Integral mikrosxemalar bilan solishtirish
Optik integratsiyaning afzalliklari ikki jihatga bo'linishi mumkin, biri integral elektron tizimni (integratsiyalashgan sxema) integratsiyalashgan optik tizim (integral optik sxema) bilan almashtirish;Ikkinchisi, signalni uzatish uchun sim yoki koaksiyal kabel o'rniga yorug'lik to'lqinini boshqaradigan optik tolali va dielektrik tekislik optik to'lqin qo'llanmasi bilan bog'liq.
Integratsiyalashgan optik yo'lda optik elementlar gofret substratida hosil bo'ladi va substratning ichida yoki yuzasida hosil bo'lgan optik to'lqin o'tkazgichlar bilan bog'lanadi.Yupqa plyonka shaklida bir xil substratda optik elementlarni birlashtirgan integratsiyalangan optik yo'l asl optik tizimning miniatyurasini hal qilish va umumiy ish faoliyatini yaxshilashning muhim usuli hisoblanadi.Integratsiyalashgan qurilma kichik o'lchamli, barqaror va ishonchli ishlash, yuqori samaradorlik, kam quvvat iste'moli va qulay foydalanish afzalliklariga ega.
Umuman olganda, integral mikrosxemalarni integral optik mikrosxemalar bilan almashtirishning afzalliklari orasida tarmoqli kengligi, to'lqin uzunligi bo'linishini multiplekslash, multipleks almashish, kichik bog'lanish yo'qolishi, kichik o'lcham, engil vazn, kam quvvat iste'moli, yaxshi partiyani tayyorlash iqtisodiyoti va yuqori ishonchlilik kiradi.Yorug'lik va materiya o'rtasidagi turli xil o'zaro ta'sirlar tufayli yangi qurilma funktsiyalari fotoelektr effekti, elektro-optik effekt, akusto-optik effekt, magnit-optik effekt, termo-optik effekt va boshqalar kabi turli xil jismoniy effektlar yordamida ham amalga oshirilishi mumkin. integratsiyalashgan optik yo'lning tarkibi.
2. Integratsiyalashgan optikani tadqiq qilish va qo'llash
Integratsiyalashgan optika sanoat, harbiy va iqtisodiyot kabi turli sohalarda keng qo'llaniladi, lekin u asosan quyidagi jihatlarda qo'llaniladi:
1. Aloqa va optik tarmoqlar
Optik integratsiyalangan qurilmalar yuqori tezlikda va katta sig'imli optik aloqa tarmoqlarini amalga oshirish uchun asosiy uskunadir, shu jumladan yuqori tezlikda javob beradigan integratsiyalangan lazer manbai, to'lqin uzatuvchi panjara massivi zich to'lqin uzunligi bo'linish multipleksorlari, tor polosali javob integratsiyalangan fotodetektor, marshrut to'lqin uzunligi konvertori, tezkor javob optik kommutatsiya matritsasi, kam yo'qotish ko'p kirish to'lqin qo'llanma nur splitter va boshqalar.
2. Fotonik kompyuter
Fotonli kompyuter deb ataladigan kompyuter axborotni uzatish vositasi sifatida yorug'likdan foydalanadi.Fotonlar elektr zaryadiga ega bo'lmagan bozonlar bo'lib, yorug'lik nurlari parallel ravishda o'tishi yoki bir-biriga ta'sir qilmasdan kesishishi mumkin, bu katta parallel ishlov berishning tug'ma qobiliyatiga ega.Fotonik kompyuter shuningdek, katta ma'lumotlarni saqlash hajmi, kuchli shovqinlarga qarshi qobiliyat, atrof-muhit sharoitlariga past talablar va kuchli xatolarga chidamlilik afzalliklariga ega.Fotonik kompyuterlarning eng asosiy funktsional komponentlari o'rnatilgan optik kalitlar va o'rnatilgan optik mantiqiy komponentlardir.
3. Optik axborot protsessori, optik tolali sensor, tolali panjara sensori, optik tolali gyroskop va boshqalar kabi boshqa ilovalar.
Xabar vaqti: 28-iyun-2023-yil