Интегралдык оптика концепциясын 1969-жылы Белл лабораториясынын доктору Миллер сунуштаган. Интегралдык оптика оптоэлектрониканын жана микроэлектрониканын негизинде интеграцияланган методдорду колдонуу менен оптикалык приборлорду жана гибриддик оптикалык электрондук түзүлүш системаларын изилдеп, иштеп чыгуучу жаңы предмет. Интегралдык оптиканын теориялык негизин оптика жана оптоэлектроника түзөт, ага толкун оптикасы жана маалымат оптикасы, сызыктуу эмес оптика, жарым өткөргүчтүү оптоэлектроника, кристалл оптика, жука пленка оптикасы, башкарылуучу толкун оптикасы, жука режим жана параметрдик өз ара аракеттенүү теориясы, жука пленкалуу оптикалык толкун өткөргүч аппараттар жана системалар кирет. Технологиялык негизин негизинен жука пленка технологиясы жана микроэлектроника технологиясы түзөт. Интегралдык оптиканын колдонуу чөйрөсү абдан кенен, оптикалык була байланышынан тышкары, оптикалык була сезүү технологиясы, оптикалык маалыматты иштетүү, оптикалык компьютер жана оптикалык сактоо, материалдык илим изилдөө, оптикалык аспаптар, спектралдык изилдөөлөр сыяктуу башка тармактар да бар.
Биринчиден, интеграцияланган оптикалык артыкчылыктар
1. Дискреттик оптикалык түзүлүш системалары менен салыштыруу
Дискреттик оптикалык түзүлүш – оптикалык системаны түзүү үчүн чоң платформага же оптикалык базага бекитилген оптикалык түзүлүштүн бир түрү. Системанын көлөмү 1м2, ал эми устундун калыңдыгы болжол менен 1 см. Анын чоң өлчөмүнөн тышкары, чогултуу жана жөндөө дагы кыйыныраак. Интегралдык оптикалык система төмөнкү артыкчылыктарга ээ:
1. Жарык толкундары оптикалык толкун өткөргүчтөрүндө таралат, ал эми жарык толкундарын башкаруу жана энергиясын сактоо оңой.
2. Интеграция туруктуу позицияны алып келет. Жогоруда айтылгандай, интегралдык оптика бир эле субстратта бир нече түзмөктөрдү жасоону күтөт, андыктан дискреттик оптикада эч кандай монтаждоо көйгөйлөрү жок, андыктан комбинация туруктуу болушу мүмкүн, андыктан ал титирөө жана температура сыяктуу экологиялык факторлорго көбүрөөк ыңгайлашат. .
(3) аппараттын өлчөмү жана өз ара аракеттенүү узундугу кыскартылат; Тиешелүү электроника дагы төмөнкү чыңалууларда иштейт.
4. Жогорку кубаттуулук тыгыздыгы. Толкун өткөргүч боюнча өткөрүлүүчү жарык кичинекей локалдык мейкиндик менен чектелет, натыйжада оптикалык кубаттуулуктун жогорку тыгыздыгы пайда болот, ал керектүү аппараттын иштөө босоголоруна жетүү жана сызыктуу эмес оптикалык эффекттер менен иштөө оңой.
5. интегралдык оптика жалпысынан кичинекей өлчөмү жана салмагы жеңил болгон сантиметрлик субстрат боюнча бириктирилген.
2. Интегралдык микросхемалар менен салыштыруу
Оптикалык интеграциянын артыкчылыктарын эки аспектке бөлүүгө болот, бири интегралдык электрондук системаны (интегралдык схема) интегралдык оптикалык системага (интегралдык оптикалык схема) алмаштыруу; Экинчиси сигналды өткөрүү үчүн зым же коаксиалдык кабелдин ордуна жарык толкунун жетектеген оптикалык була жана диэлектрдик тегиздик оптикалык толкун өткөргүч менен байланышкан.
Интегралдык оптикалык жолдо оптикалык элементтер пластинка субстратында түзүлөт жана субстраттын ичинде же бетинде пайда болгон оптикалык толкун өткөргүчтөр аркылуу байланышат. Ичке пленка түрүндө бир эле субстраттагы оптикалык элементтерди бириктирген интегралдык оптикалык жол баштапкы оптикалык системанын миниатюризациясын чечүүнүн жана жалпы иштөөнү жакшыртуунун маанилүү жолу болуп саналат. Интегралдык аппарат кичинекей өлчөмү, туруктуу жана ишенимдүү аткаруу, жогорку натыйжалуулук, аз энергия керектөө жана жеңил колдонуу артыкчылыктарына ээ.
Жалпысынан, интегралдык микросхемаларды интегралдык оптикалык микросхемалар менен алмаштыруунун артыкчылыктарына өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу, толкун узундугун бөлүү мультиплексирлөө, мультиплекстик коммутация, кичинекей байланышты жоготуу, кичинекей өлчөмдө, жеңил салмак, аз энергия керектөө, партияны жакшы даярдоо экономикасы жана жогорку ишенимдүүлүк кирет. Жарык менен заттын ар кандай өз ара аракеттешүүсүнөн улам жаңы аппарат функцияларын ар кандай физикалык эффекттерди, мисалы, фотоэлектрдик эффект, электро-оптикалык эффект, акусто-оптикалык эффект, магнито-оптикалык эффект, термо-оптикалык эффект жана башкаларды колдонуу менен ишке ашырууга болот. интегралдык оптикалык жолдун курамы.
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 интегралдык түзүлүштөр жогорку ылдамдыктагы жана чоң сыйымдуулуктагы оптикалык байланыш тармактарын ишке ашыруу үчүн негизги жабдык болуп саналат, анын ичинде жогорку ылдамдыктагы жооп интегралдык лазер булагы, толкун өткөргүч тор массивинин жыш толкун узундугун бөлүүчү мультиплексор, тар тилкелүү жооп интегралдык фотодетектор, маршруттук толкун узундугун конвертер, тез жооп берүүчү оптикалык коммутация матрицасы, аз жоготуу бир нече жеткиликтүү толкун өткөргүч нур бөлгүч жана башкалар.
2. Фотоникалык компьютер
Фотондук компьютер деп аталган компьютер жарыкты маалымат берүү каражаты катары колдонот. Фотондор бозондор, аларда электр заряды жок жана жарык нурлары бири-бирине таасир этпестен параллель өтүп же кайчылаш өтө алат, бул тубаса чоң параллелдүү иштетүү жөндөмүнө ээ. Фотоникалык компьютер ошондой эле чоң маалыматты сактоо сыйымдуулугунун, күчтүү анти-кетерилүү жөндөмдүүлүгүнүн, айлана-чөйрөнүн шарттарына төмөн талаптардын жана каталарга чыдамдуулуктун артыкчылыктарына ээ. Фотоникалык компьютерлердин эң негизги функционалдык компоненттери интегралдык оптикалык өчүргүчтөр жана интеграцияланган оптикалык логикалык компоненттер.
3. Башка колдонмолор, мисалы, оптикалык маалымат иштетүүчү, була-оптикалык сенсор, була торлуу сенсор, була-оптикалык гироскоп, ж.б.
Посттун убактысы: 28-июнь-2023