Konsep optik bersepadu telah dikemukakan oleh Dr. Miller dari Bell Laboratories pada tahun 1969. Optik Bersepadu adalah subjek baru yang mengkaji dan membangunkan peranti optik dan sistem peranti elektronik optik hibrid menggunakan kaedah bersepadu berdasarkan optoelektronik dan mikroelektronik. Dasar teoretikal optik bersepadu adalah optik dan optoelektronik, yang melibatkan optik gelombang dan optik maklumat, optik nonlinear, optoelektronik semikonduktor, optik kristal, optik filem nipis, optik gelombang berpandu, mod gabungan dan teori interaksi parametrik, peranti dan sistem interaksi optik nipis. Dasar teknologi ini adalah teknologi filem dan teknologi mikroelektronik yang tipis. Bidang aplikasi optik bersepadu sangat luas, sebagai tambahan kepada komunikasi serat optik, teknologi penderiaan serat optik, pemprosesan maklumat optik, komputer optik dan penyimpanan optik, terdapat bidang lain, seperti penyelidikan sains bahan, instrumen optik, penyelidikan spektrum.
Pertama, kelebihan optik bersepadu
1. Perbandingan dengan sistem peranti optik diskret
Peranti optik diskret adalah sejenis peranti optik yang ditetapkan pada platform besar atau asas optik untuk membentuk sistem optik. Saiz sistem adalah pada urutan 1m2, dan ketebalan rasuk adalah kira -kira 1cm. Sebagai tambahan kepada saiznya yang besar, pemasangan dan pelarasan juga lebih sukar. Sistem optik bersepadu mempunyai kelebihan berikut:
1. Gelombang cahaya menyebarkan dalam gelombang optik, dan gelombang cahaya mudah dikawal dan mengekalkan tenaga mereka.
2. Integrasi membawa kedudukan yang stabil. Seperti yang disebutkan di atas, optik bersepadu menjangka membuat beberapa peranti pada substrat yang sama, jadi tidak ada masalah pemasangan yang optik diskret, supaya gabungan itu dapat stabil, sehingga ia juga lebih mudah disesuaikan dengan faktor -faktor alam sekitar seperti getaran dan suhu.
(3) saiz peranti dan panjang interaksi dipendekkan; Elektronik yang berkaitan juga beroperasi pada voltan yang lebih rendah.
4. Ketumpatan kuasa tinggi. Cahaya yang dihantar di sepanjang gelombang gelombang terhad kepada ruang tempatan yang kecil, mengakibatkan ketumpatan kuasa optik yang tinggi, yang mudah untuk mencapai ambang operasi peranti yang diperlukan dan bekerja dengan kesan optik tak linear.
5. Optik bersepadu umumnya disepadukan pada substrat skala sentimeter, yang kecil dalam saiz dan ringan.
2. Perbandingan dengan litar bersepadu
Kelebihan integrasi optik boleh dibahagikan kepada dua aspek, satu adalah untuk menggantikan sistem elektronik bersepadu (litar bersepadu) dengan sistem optik bersepadu (litar optik bersepadu); Yang lain adalah berkaitan dengan serat optik dan pesawat dielektrik pesawat optik yang membimbing gelombang cahaya dan bukan kabel wayar atau koaksial untuk menghantar isyarat.
Dalam laluan optik bersepadu, unsur -unsur optik terbentuk pada substrat wafer dan dihubungkan oleh gelombang optik yang terbentuk di dalam atau di permukaan substrat. Laluan optik bersepadu, yang mengintegrasikan unsur -unsur optik pada substrat yang sama dalam bentuk filem nipis, adalah cara penting untuk menyelesaikan pengurangan sistem optik asal dan meningkatkan prestasi keseluruhan. Peranti bersepadu mempunyai kelebihan saiz kecil, prestasi yang stabil dan boleh dipercayai, kecekapan tinggi, penggunaan kuasa yang rendah dan penggunaan mudah.
Secara umum, kelebihan menggantikan litar bersepadu dengan litar optik bersepadu termasuk peningkatan jalur lebar, pembahagian panjang gelombang multiplexing, pertukaran multiplex, kehilangan gandingan kecil, saiz kecil, ringan, penggunaan kuasa rendah, ekonomi penyediaan batch yang baik, dan kebolehpercayaan yang tinggi. Oleh kerana pelbagai interaksi antara cahaya dan perkara, fungsi peranti baru juga dapat direalisasikan dengan menggunakan pelbagai kesan fizikal seperti kesan fotoelektrik, kesan elektro-optik, kesan acousto-optik, kesan magneto-optik, kesan thermo-optik dan sebagainya dalam komposisi laluan optik bersepadu.
2. Penyelidikan dan penerapan optik bersepadu
Optik bersepadu digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti industri, ketenteraan dan ekonomi, tetapi ia digunakan terutamanya dalam aspek berikut:
1. Komunikasi dan rangkaian optik
Peranti bersepadu optik adalah perkakasan utama untuk merealisasikan rangkaian komunikasi optik kelajuan tinggi dan kapasiti yang besar, termasuk sumber laser bersepadu tindak balas berkelajuan tinggi, array gelombang parut panjang gelombang panjang gelombang yang padat,
2. Komputer Photonic
Komputer foton yang dipanggil adalah komputer yang menggunakan cahaya sebagai media penghantaran maklumat. Foton adalah boson, yang tidak mempunyai caj elektrik, dan rasuk cahaya boleh lulus selari atau menyeberang tanpa mempengaruhi satu sama lain, yang mempunyai keupayaan semula jadi pemprosesan selari yang besar. Komputer fotonik juga mempunyai kelebihan kapasiti penyimpanan maklumat yang besar, keupayaan anti-interferensi yang kuat, keperluan yang rendah untuk keadaan alam sekitar, dan toleransi kesalahan yang kuat. Komponen fungsional yang paling asas bagi komputer fotonik adalah suis optik bersepadu dan komponen logik optik bersepadu.
3. Aplikasi lain, seperti pemproses maklumat optik, sensor gentian optik, sensor grating serat, giroskop gentian optik, dll.
Masa Post: Jun-28-2023