Konsep optik bersepadu telah dikemukakan oleh Dr. Miller dari Bell Laboratories pada tahun 1969. Optik bersepadu ialah subjek baharu yang mengkaji dan membangunkan peranti optik dan sistem peranti elektronik optik hibrid menggunakan kaedah bersepadu berdasarkan optoelektronik dan mikroelektronik.Asas teori optik bersepadu ialah optik dan optoelektronik, yang melibatkan optik gelombang dan optik maklumat, optik tak linear, optoelektronik semikonduktor, optik kristal, optik filem nipis, optik gelombang berpandu, mod berganding dan teori interaksi parametrik, peranti dan sistem pandu gelombang optik filem nipis.Asas teknologi terutamanya teknologi filem nipis dan teknologi mikroelektronik.Bidang aplikasi optik bersepadu adalah sangat luas, sebagai tambahan kepada komunikasi gentian optik, teknologi pengesan gentian 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 ialah sejenis peranti optik yang dipasang pada platform besar atau tapak optik untuk membentuk sistem optik.Saiz sistem adalah pada susunan 1m2, dan ketebalan rasuk adalah kira-kira 1cm.Selain saiznya yang besar, pemasangan dan pelarasan juga lebih sukar.Sistem optik bersepadu mempunyai kelebihan berikut:
1. Gelombang cahaya merambat dalam pandu gelombang optik, dan gelombang cahaya mudah dikawal dan mengekalkan tenaganya.
2. Integrasi membawa kedudukan yang stabil.Seperti yang dinyatakan di atas, optik bersepadu menjangkakan untuk membuat beberapa peranti pada substrat yang sama, jadi tidak ada masalah pemasangan yang dimiliki oleh optik diskret, supaya gabungan boleh menjadi stabil, supaya ia juga lebih mudah disesuaikan dengan faktor persekitaran 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 sepanjang pandu gelombang terhad kepada ruang tempatan yang kecil, menghasilkan ketumpatan kuasa optik yang tinggi, yang mudah untuk mencapai ambang operasi peranti yang diperlukan dan berfungsi dengan kesan optik tak linear.
5. optik bersepadu secara amnya disepadukan pada substrat berskala sentimeter, yang bersaiz kecil dan ringan.
2. Perbandingan dengan litar bersepadu
Kelebihan integrasi optik boleh dibahagikan kepada dua aspek iaitu menggantikan sistem elektronik bersepadu (litar bersepadu) dengan sistem optik bersepadu (litar optik bersepadu);Yang lain berkaitan dengan gentian optik dan pandu gelombang optik satah dielektrik yang membimbing gelombang cahaya dan bukannya wayar atau kabel sepaksi untuk menghantar isyarat.
Dalam laluan optik bersepadu, unsur optik terbentuk pada substrat wafer dan disambungkan oleh pandu gelombang optik yang terbentuk di dalam atau pada permukaan substrat.Laluan optik bersepadu, yang menyepadukan elemen optik pada substrat yang sama dalam bentuk filem nipis, adalah cara penting untuk menyelesaikan pengecilan 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 yang mudah.
Secara amnya, kelebihan menggantikan litar bersepadu dengan litar optik bersepadu termasuk peningkatan lebar jalur, pemultipleksan pembahagian panjang gelombang, pensuisan multipleks, kehilangan gandingan kecil, saiz kecil, ringan, penggunaan kuasa yang rendah, ekonomi penyediaan kelompok yang baik, dan kebolehpercayaan yang tinggi.Disebabkan oleh pelbagai interaksi antara cahaya dan jirim, fungsi peranti baharu juga boleh direalisasikan dengan menggunakan pelbagai kesan fizikal seperti kesan fotoelektrik, kesan elektro-optik, kesan akusto-optik, kesan magneto-optik, kesan termo-optik dan sebagainya dalam komposisi laluan optik bersepadu.
2. Penyelidikan dan aplikasi 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 ialah perkakasan utama untuk merealisasikan rangkaian komunikasi optik berkelajuan tinggi dan berkapasiti besar, termasuk sumber laser bersepadu tindak balas berkelajuan tinggi, pemultipleks pembahagian panjang gelombang padat pandu gelombang, pengesan foto bersepadu tindak balas jalur sempit, penukar panjang gelombang penghalaan, matriks pensuisan optik tindak balas pantas, pembahagi rasuk pandu gelombang berbilang akses kerugian rendah dan sebagainya.
2. Komputer fotonik
Komputer foton yang dipanggil adalah komputer yang menggunakan cahaya sebagai medium penghantaran maklumat.Foton ialah boson, yang tidak mempunyai cas elektrik, dan pancaran cahaya boleh melepasi selari atau bersilang tanpa menjejaskan satu sama lain, yang mempunyai keupayaan semula jadi pemprosesan selari yang hebat.Komputer fotonik juga mempunyai kelebihan kapasiti penyimpanan maklumat yang besar, keupayaan anti-gangguan yang kuat, keperluan yang rendah untuk keadaan persekitaran, dan toleransi kesalahan yang kuat.Komponen berfungsi paling asas bagi komputer fotonik ialah suis optik bersepadu dan komponen logik optik bersepadu.
3. Aplikasi lain, seperti pemproses maklumat optik, sensor gentian optik, sensor parut gentian, giroskop gentian optik, dsb.
Masa siaran: Jun-28-2023