Интегралдык оптика концепциясын 1969-жылы Bell Laboratories компаниясынын доктору Миллер сунуштаган. Интегралдык оптика - бул оптоэлектроника жана микроэлектрониканын негизинде интеграцияланган ыкмаларды колдонуу менен оптикалык түзүлүштөрдү жана гибриддик оптикалык электрондук түзүлүш системаларын изилдеген жана иштеп чыккан жаңы предмет. Интегралдык оптиканын теориялык негизи оптика жана оптоэлектроника болуп саналат, ага толкун оптикасы жана маалыматтык оптика, сызыктуу эмес оптика, жарым өткөргүч оптоэлектроника, кристаллдык оптика, жука пленка оптикасы, багытталуучу толкун оптикасы, байланышкан режим жана параметрдик өз ара аракеттенүү теориясы, жука пленка оптикалык толкун өткөргүч түзүлүштөрү жана системалары кирет. Технологиялык негизи негизинен жука пленка технологиясы жана микроэлектроника технологиясы болуп саналат. Интегралдык оптиканын колдонуу чөйрөсү абдан кеңири, оптикалык була байланышынан, оптикалык була сезүү технологиясынан, оптикалык маалыматты иштетүүдөн, оптикалык компьютерден жана оптикалык сактоодон тышкары, материал таануу изилдөөлөрү, оптикалык аспаптар, спектрдик изилдөөлөр сыяктуу башка тармактар да бар.
Биринчиден, интеграцияланган оптикалык артыкчылыктар
1. Дискреттик оптикалык түзүлүш системалары менен салыштыруу
Дискреттик оптикалык түзүлүш – бул оптикалык системаны түзүү үчүн чоң платформага же оптикалык негизге бекитилген оптикалык түзүлүштүн бир түрү. Системанын өлчөмү болжол менен 1 м2, ал эми нурдун калыңдыгы болжол менен 1 см. Чоң өлчөмүнөн тышкары, чогултуу жана жөндөө дагы кыйыныраак. Интеграцияланган оптикалык системанын төмөнкү артыкчылыктары бар:
1. Жарык толкундары оптикалык толкун өткөргүчтөрдө таралат, ал эми жарык толкундары өз энергиясын башкаруу жана сактоо оңой.
2. Интеграция туруктуу позициялоону камсыз кылат. Жогоруда айтылгандай, интеграцияланган оптика бир эле негизге бир нече түзмөктү жасоону күтөт, андыктан дискреттик оптикадагыдай чогултуу көйгөйлөрү жок, ошондуктан айкалыш туруктуу болуп, титирөө жана температура сыяктуу айлана-чөйрөнүн факторлоруна көбүрөөк ыңгайлашат.
(3) Түзмөктүн өлчөмү жана өз ара аракеттенүү узактыгы кыскартылган; Байланыштуу электроника дагы төмөнкү чыңалууларда иштейт.
4. Жогорку кубаттуулук тыгыздыгы. Толкун өткөргүч боюнча берилген жарык кичинекей жергиликтүү мейкиндикке чектелип, жогорку оптикалык кубаттуулук тыгыздыгын пайда кылат, бул түзмөктүн керектүү иштөө босоголоруна оңой жетип, сызыктуу эмес оптикалык эффекттер менен иштейт.
5. интеграцияланган оптика, адатта, кичинекей өлчөмдөгү жана жеңил салмактагы сантиметрдик масштабдагы субстратка интеграцияланат.
2. Интегралдык микросхемалар менен салыштыруу
Оптикалык интеграциянын артыкчылыктарын эки аспектке бөлүүгө болот, бири - интеграцияланган электрондук системаны (интегралдык схеманы) интеграцияланган оптикалык система (интегралдык оптикалык схема) менен алмаштыруу; экинчиси сигналды өткөрүү үчүн зым же коаксиалдык кабельдин ордуна жарык толкунун багыттаган оптикалык була жана диэлектриктик тегиздиктеги оптикалык толкун өткөргүчкө байланыштуу.
Интеграцияланган оптикалык жолдо оптикалык элементтер пластиналуу субстратта түзүлөт жана субстраттын ичинде же бетинде түзүлгөн оптикалык толкун өткөргүчтөр менен бириктирилет. Оптикалык элементтерди ошол эле субстратка жука пленка түрүндө интеграциялаган интегралдык оптикалык жол баштапкы оптикалык системанын миниатюризациясын чечүүнүн жана жалпы иштешин жакшыртуунун маанилүү жолу болуп саналат. Интеграцияланган түзмөктүн кичинекей өлчөмү, туруктуу жана ишенимдүү иштеши, жогорку натыйжалуулугу, аз энергия сарптоосу жана колдонуунун оңойлугу сыяктуу артыкчылыктары бар.
Жалпысынан алганда, интегралдык микросхемаларды интегралдык оптикалык микросхемалар менен алмаштыруунун артыкчылыктарына өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн жогорулашы, толкун узундугун бөлүү мультиплекстөөсү, мультиплексти которуу, байланыштын аз жоготуусу, кичинекей өлчөм, жеңил салмак, аз энергия керектөө, партияны даярдоонун жакшы үнөмдүүлүгү жана жогорку ишенимдүүлүк кирет. Жарык менен заттын ортосундагы ар кандай өз ара аракеттенүүлөрдөн улам, жаңы түзмөктүн функцияларын интеграцияланган оптикалык жолдун курамында фотоэлектрдик эффект, электро-оптикалык эффект, акустикалык-оптикалык эффект, магнито-оптикалык эффект, термо-оптикалык эффект жана башкалар сыяктуу ар кандай физикалык эффекттерди колдонуу менен да ишке ашырууга болот.
2. Интегралдык оптиканы изилдөө жана колдонуу
Интегралдык оптика өнөр жай, аскердик жана экономика сыяктуу ар кандай тармактарда кеңири колдонулат, бирок ал негизинен төмөнкү аспектилерде колдонулат:
1. Байланыш жана оптикалык тармактар
Оптикалык интеграцияланган түзүлүштөр жогорку ылдамдыктагы жана чоң кубаттуулуктагы оптикалык байланыш тармактарын ишке ашыруу үчүн негизги жабдыктар болуп саналат, анын ичинде жогорку ылдамдыктагы жооп берүүчү интеграцияланган лазердик булагын, толкун өткөргүч торчо массивинин тыгыз толкун узундугун бөлүштүрүүчү мультиплексорун, тар тилкелүү жооп берүүчү интеграцияланган фотодетекторду, маршруттоочу толкун узундугун өзгөрткүчтү, тез жооп берүүчү оптикалык которуштуруу матрицасын, аз жоготуулуу көп кирүүчү толкун өткөргүч нур бөлгүчтү жана башкалар.
2. Фотондук компьютер
Фотондук компьютер деп аталган нерсе - бул маалыматтын берүүчү каражаты катары жарыкты колдонгон компьютер. Фотондор - бул бозондор, алардын электр заряды жок, ал эми жарык нурлары бири-бирине таасир этпестен параллель же кесилишүү аркылуу өтө алат, бул чоң параллель иштетүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Фотондук компьютер ошондой эле маалыматты сактоонун чоң сыйымдуулугу, күчтүү тоскоолдуктарга каршы жөндөмдүүлүк, айлана-чөйрөнүн шарттарына төмөн талаптар жана күчтүү катага чыдамдуулук сыяктуу артыкчылыктарга ээ. Фотондук компьютерлердин эң негизги функционалдык компоненттери - интеграцияланган оптикалык өчүргүчтөр жана интеграцияланган оптикалык логикалык компоненттер.
3. Башка колдонмолор, мисалы, оптикалык маалыматты иштетүүчү, була-оптикалык сенсор, була торчо сенсору, була-оптикалык гироскоп ж.б.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 28-июну