La koncepton de integra optiko proponis D-ro Miller de Bell Laboratories en 1969. Integra optiko estas nova fako, kiu studas kaj evoluigas optikajn aparatojn kaj hibridajn optikajn elektronikajn aparatsistemojn uzante integrajn metodojn surbaze de optoelektroniko kaj mikroelektroniko. La teoria bazo de integra optiko estas optiko kaj optoelektroniko, implikante ondan optikon kaj informan optikon, nelinearan optikon, duonkonduktaĵan optoelektronikon, kristalan optikon, maldikan filman optikon, gviditan ondan optikon, kuplan reĝiman kaj parametrikan interagan teorion, maldikajn filman optikajn ondgvidilajn aparatojn kaj sistemojn. La teknologia bazo estas ĉefe maldika filman teknologion kaj mikroelektronikan teknologion. La aplika kampo de integra optiko estas tre vasta, krom optika fibra komunikado, optika fibra sensa teknologio, optika informa prilaborado, optika komputilo kaj optika stokado, ekzistas aliaj kampoj, kiel materialscienca esplorado, optikaj instrumentoj, spektra esplorado.
Unue, integraj optikaj avantaĝoj
1. Komparo kun diskretaj optikaj aparatosistemoj
Diskreta optika aparato estas speco de optika aparato fiksita sur granda platformo aŭ optika bazo por formi optikan sistemon. La grandeco de la sistemo estas ĉirkaŭ 1 m², kaj la dikeco de la lumfasko estas ĉirkaŭ 1 cm. Aldone al ĝia granda grandeco, la muntado kaj alĝustigo ankaŭ estas pli malfacilaj. La integra optika sistemo havas la jenajn avantaĝojn:
1. Lumondoj disvastiĝas en optikaj ondgvidiloj, kaj lumondojn facile kontroli kaj konservi sian energion.
2. Integriĝo alportas stabilan poziciigon. Kiel menciite supre, integra optiko atendas fari plurajn aparatojn sur la sama substrato, do ne ekzistas muntaj problemoj, kiujn havas diskreta optiko, tiel ke la kombinaĵo povas esti stabila, tiel ke ĝi ankaŭ estas pli adaptebla al mediaj faktoroj kiel vibrado kaj temperaturo.
(3) La grandeco kaj interagada longo de la aparato estas mallongigitaj; La asociita elektroniko ankaŭ funkcias je pli malaltaj tensioj.
4. Alta potencdenseco. La lumo transdonita laŭlonge de la ondgvidilo estas limigita al malgranda loka spaco, rezultante en alta optika potencdenseco, kiu facile atingas la necesajn aparatajn funkciajn sojlojn kaj funkcias kun nelinearaj optikaj efikoj.
5. integra optiko estas ĝenerale integrita sur centimetra substrato, kiu estas malgranda laŭ grandeco kaj malpeza laŭ pezo.
2. Komparo kun integraj cirkvitoj
La avantaĝoj de optika integriĝo povas esti dividitaj en du aspektojn: unu estas anstataŭigi la integran elektronikan sistemon (integran cirkviton) per integra optika sistemo (integra optika cirkvito); la alia rilatas al la optika fibro kaj dielektrika ebena optika ondgvidilo, kiuj gvidas la lumondon anstataŭ drato aŭ koaksiala kablo por transdoni la signalon.
En integra optika vojo, la optikaj elementoj estas formitaj sur substrato de la plato kaj konektitaj per optikaj ondgvidiloj formitaj interne aŭ sur la surfaco de la substrato. La integra optika vojo, kiu integras optikajn elementojn sur la sama substrato en formo de maldika filmo, estas grava maniero solvi la miniaturigon de la originala optika sistemo kaj plibonigi la ĝeneralan rendimenton. La integra aparato havas la avantaĝojn de malgranda grandeco, stabila kaj fidinda rendimento, alta efikeco, malalta energikonsumo kaj facila uzo.
Ĝenerale, la avantaĝoj de anstataŭigo de integraj cirkvitoj per integraj optikaj cirkvitoj inkluzivas pliigitan bendlarĝon, ondolongodividan multipleksadon, multipleksan ŝaltadon, malgrandan kuplan perdon, malgrandan grandecon, malpezan pezon, malaltan energikonsumon, bonan ekonomion de aropreparado kaj altan fidindecon. Pro la diversaj interagoj inter lumo kaj materio, novaj aparataj funkcioj ankaŭ povas esti realigitaj per uzado de diversaj fizikaj efikoj kiel fotoelektra efiko, elektro-optika efiko, akusto-optika efiko, magneto-optika efiko, termo-optika efiko kaj tiel plu en la konsisto de la integra optika vojo.
2. Esploro kaj apliko de integra optiko
Integra optiko estas vaste uzata en diversaj kampoj kiel industrio, militistaro kaj ekonomio, sed ĝi estas ĉefe uzata en la jenaj aspektoj:
1. Komunikado kaj optikaj retoj
Optikaj integraj aparatoj estas la ŝlosila aparataro por realigi altrapidajn kaj grandkapacitajn optikajn komunikajn retojn, inkluzive de altrapidaj respondaj integraj laserfontoj, ondgvidilaj kradaj aroj kun densa ondolongodivida multipleksilo, mallarĝbendaj respondaj integraj fotodetektiloj, vojigaj ondolongokonvertiloj, rapidrespondaj optikaj ŝaltilmatricoj, malalt-perdaj pluraliraj ondgvidilaj radiodividiloj kaj tiel plu.
2. Fotonika komputilo
La tiel nomata fotona komputilo estas komputilo, kiu uzas lumon kiel la transmisilon de informoj. Fotonoj estas bosonoj, kiuj ne havas elektran ŝargon, kaj lumradioj povas pasi paralele aŭ kruciĝi sen influi unu la alian, kio havas la denaskan kapablon de bonega paralela prilaborado. Fotona komputilo ankaŭ havas la avantaĝojn de granda informa stoka kapacito, forta kontraŭinterfera kapablo, malaltaj postuloj pri mediaj kondiĉoj kaj forta erartoleremo. La plej bazaj funkciaj komponantoj de fotonaj komputiloj estas integraj optikaj ŝaltiloj kaj integraj optikaj logikaj komponantoj.
3. Aliaj aplikoj, kiel ekzemple optika informprocesoro, fibrooptika sensilo, fibrokrada sensilo, fibrooptika giroskopo, ktp.
Afiŝtempo: 28-a de junio 2023