Konsep optik terintegrasi diajukan oleh Dr. Miller dari Bell Laboratories pada tahun 1969. Optik terintegrasi adalah subjek baru yang mempelajari dan mengembangkan perangkat optik dan sistem perangkat elektronik optik hibrida menggunakan metode terintegrasi berdasarkan optoelektronik dan mikroelektronika. Dasar teoritis dari optik terintegrasi adalah optik dan optoelektronik, yang melibatkan optik gelombang dan optik informasi, optik nonlinier, optoelektronika semikonduktor, optik kristal, optik film tipis, optik gelombang berpemandu, mode digabungkan dan teori interaksi parametrik, perangkat dan sistem gelombang waveguide optik film tipis. Basis teknologi terutama teknologi film tipis dan teknologi mikroelektronika. Bidang aplikasi optik terintegrasi sangat luas, selain komunikasi serat optik, teknologi penginderaan serat optik, pemrosesan informasi optik, komputer optik dan penyimpanan optik, ada bidang lain, seperti penelitian ilmu material, instrumen optik, penelitian spektral.
Pertama, keunggulan optik terintegrasi
1. Perbandingan dengan sistem perangkat optik diskrit
Perangkat optik diskrit adalah jenis perangkat optik yang ditetapkan pada platform besar atau basis optik untuk membentuk sistem optik. Ukuran sistem berada pada urutan 1m2, dan ketebalan balok sekitar 1cm. Selain ukurannya yang besar, perakitan dan penyesuaian juga lebih sulit. Sistem optik terintegrasi memiliki keunggulan berikut:
1. Gelombang cahaya merambat dalam pandu gelombang optik, dan gelombang cahaya mudah dikendalikan dan mempertahankan energinya.
2. Integrasi membawa posisi yang stabil. Seperti disebutkan di atas, optik terintegrasi mengharapkan untuk membuat beberapa perangkat pada substrat yang sama, sehingga tidak ada masalah perakitan yang dimiliki optik diskrit, sehingga kombinasi dapat stabil, sehingga juga lebih mudah beradaptasi dengan faktor lingkungan seperti getaran dan suhu.
(3) Ukuran perangkat dan panjang interaksi dipersingkat; Elektronik yang terkait juga beroperasi pada tegangan yang lebih rendah.
4. Kepadatan Daya Tinggi. Cahaya yang ditransmisikan di sepanjang pandu gelombang terbatas pada ruang lokal kecil, menghasilkan kepadatan daya optik yang tinggi, yang mudah untuk mencapai ambang operasi perangkat yang diperlukan dan bekerja dengan efek optik nonlinier.
5. Optik terintegrasi umumnya terintegrasi pada substrat skala sentimeter, yang berukuran kecil dan ringan.
2. Perbandingan dengan sirkuit terintegrasi
Keuntungan integrasi optik dapat dibagi menjadi dua aspek, satu adalah untuk menggantikan sistem elektronik terintegrasi (sirkuit terintegrasi) dengan sistem optik terintegrasi (sirkuit optik terintegrasi); Yang lain terkait dengan serat optik dan pandu gelombang optik bidang dielektrik yang memandu gelombang cahaya alih -alih kabel kawat atau koaksial untuk mengirimkan sinyal.
Dalam jalur optik yang terintegrasi, elemen optik dibentuk pada substrat wafer dan dihubungkan oleh pandu gelombang optik yang terbentuk di dalam atau pada permukaan substrat. Jalur optik terintegrasi, yang mengintegrasikan elemen optik pada substrat yang sama dalam bentuk film tipis, adalah cara penting untuk menyelesaikan miniaturisasi sistem optik asli dan meningkatkan kinerja keseluruhan. Perangkat terintegrasi memiliki keunggulan ukuran kecil, kinerja yang stabil dan andal, efisiensi tinggi, konsumsi daya rendah dan penggunaan yang mudah.
Secara umum, keunggulan penggantian sirkuit terintegrasi dengan sirkuit optik terintegrasi termasuk peningkatan bandwidth, multiplexing divisi panjang gelombang, switching multipleks, kehilangan kopling kecil, ukuran kecil, bobot ringan, konsumsi daya rendah, ekonomi persiapan batch yang baik, dan reliabilitas tinggi. Karena berbagai interaksi antara cahaya dan materi, fungsi perangkat baru juga dapat direalisasikan dengan menggunakan berbagai efek fisik seperti efek fotolektrik, efek elektro-optik, efek akustik-optik, efek magneto-optik, efek termo-optik dan sebagainya dalam komposisi jalur optik yang terintegrasi.
2. Penelitian dan penerapan optik terintegrasi
Optik terintegrasi banyak digunakan di berbagai bidang seperti industri, militer dan ekonomi, tetapi terutama digunakan dalam aspek -aspek berikut:
1. Jaringan komunikasi dan optik
Perangkat terintegrasi optik adalah perangkat keras utama untuk mewujudkan jaringan komunikasi optik berkapasitas tinggi dan berkapasitas besar, termasuk sumber laser terintegrasi respons berkecepatan tinggi, waveguide grating array panjang gelombang padat divisi multiplexer, respons sempit photodetector terintegrasi, rute panjang gelombang rute, soal switching optik switching, fotodetektor, dan rute routing wavelling, dan rute soal soal-on.
2. Komputer fotonik
Komputer foton yang disebut adalah komputer yang menggunakan cahaya sebagai media transmisi informasi. Foton adalah boson, yang tidak memiliki muatan listrik, dan balok cahaya dapat melewati paralel atau bersilangan tanpa saling mempengaruhi, yang memiliki kemampuan bawaan pemrosesan paralel yang hebat. Komputer fotonik juga memiliki keunggulan kapasitas penyimpanan informasi yang besar, kemampuan anti-interferensi yang kuat, persyaratan rendah untuk kondisi lingkungan, dan toleransi kesalahan yang kuat. Komponen fungsional paling dasar dari komputer fotonik adalah sakelar optik terintegrasi dan komponen logika optik terintegrasi.
3. Aplikasi lain, seperti prosesor informasi optik, sensor serat optik, sensor kisi serat, giroskop serat optik, dll.
Waktu posting: Jun-28-2023