Il concetto di ottica integrata è stato presentato dal Dr. Miller di Bell Laboratories nel 1969. L'ottica integrata è un nuovo soggetto che studia e sviluppa dispositivi ottici e sistemi ibridi di dispositivi elettronici ottici che utilizzano metodi integrati sulla base di optoelettroniche e microelettroniche. Le basi teoriche dell'ottica integrata sono l'ottica e l'optoelettronica, che coinvolgono ottica delle onde e ottiche di informazione, ottica non lineare, optoelettronica a semiconduttore, ottica di cristallo, ottica a film sottili, ottica delle onde guidate, modalità accoppiata e teoria dell'interazione parametrica, sottili dispositivi di guida opticale. Le basi tecnologiche sono principalmente tecnologie per film sottili e tecnologia di microelettronica. Il campo dell'applicazione dell'ottica integrata è molto ampio, oltre alla comunicazione in fibra ottica, alla tecnologia di rilevamento delle fibre ottiche, all'elaborazione delle informazioni ottiche, al computer ottico e all'archiviazione ottica, ci sono altri campi, come la ricerca scientifica, gli strumenti ottici, la ricerca spettrale.
Innanzitutto, vantaggi ottici integrati
1. Confronto con sistemi di dispositivi ottici discreti
Il dispositivo ottico discreto è un tipo di dispositivo ottico fisso su una piattaforma di grandi dimensioni o una base ottica per formare un sistema ottico. La dimensione del sistema è nell'ordine di 1 m2 e lo spessore del raggio è di circa 1 cm. Oltre alle sue grandi dimensioni, anche l'assemblaggio e la regolazione sono più difficili. Il sistema ottico integrato presenta i seguenti vantaggi:
1. Le onde di luce si propagano nelle guide d'onda ottiche e le onde luminose sono facili da controllare e mantenere la loro energia.
2. L'integrazione porta un posizionamento stabile. Come accennato in precedenza, l'ottica integrata prevede di realizzare diversi dispositivi sullo stesso substrato, quindi non ci sono problemi di assemblaggio che hanno un'ottica discreta, quindi la combinazione può essere stabile, in modo che sia anche più adattabile a fattori ambientali come la vibrazione e la temperatura.
(3) la dimensione del dispositivo e la lunghezza dell'interazione sono ridotte; L'elettronica associata funziona anche a tensioni più basse.
4. Densità ad alta potenza. La luce trasmessa lungo la guida d'onda è limitata a un piccolo spazio locale, con conseguente alta densità di potenza ottica, che è facile raggiungere le soglie operative del dispositivo necessarie e lavorare con effetti ottici non lineari.
5. L'ottica integrata è generalmente integrata su un substrato su scala centimetro, che è di dimensioni ridotte e luce di peso.
2. Confronto con i circuiti integrati
I vantaggi dell'integrazione ottica possono essere divisi in due aspetti, uno è sostituire il sistema elettronico integrato (circuito integrato) con il sistema ottico integrato (circuito ottico integrato); L'altro è correlato alla fibra ottica e alla guida d'onda ottica del piano dielettrico che guidano l'onda leggera anziché il cavo del filo o del coassiale per trasmettere il segnale.
In un percorso ottico integrato, gli elementi ottici sono formati su un substrato di wafer e collegati da guide d'onda ottiche formate all'interno o sulla superficie del substrato. Il percorso ottico integrato, che integra elementi ottici sullo stesso substrato sotto forma di film sottile, è un modo importante per risolvere la miniaturizzazione del sistema ottico originale e migliorare le prestazioni complessive. Il dispositivo integrato presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, prestazioni stabili e affidabili, alta efficienza, basso consumo di energia e facile utilizzo.
In generale, i vantaggi della sostituzione di circuiti integrati con circuiti ottici integrati includono una maggiore larghezza di banda, multiplexing della divisione lunghezza d'onda, commutazione multiplex, perdita di accoppiamento ridotto, piccole dimensioni, peso leggero, basso consumo energetico, buona economia della preparazione dei batch e alta affidabilità. A causa delle varie interazioni tra luce e materia, le funzioni del nuovo dispositivo possono anche essere realizzate utilizzando vari effetti fisici come effetto fotoelettrico, effetto elettro-ottico, effetto acusto-ottico, effetto magneto-ottico, effetto termo-ottico e così nella composizione del percorso ottico integrato.
2. Ricerca e applicazione dell'ottica integrata
L'ottica integrata è ampiamente utilizzata in vari settori come l'industria, i militari ed economia, ma è principalmente utilizzata nei seguenti aspetti:
1. Reti di comunicazione e ottica
I dispositivi integrati ottici sono l'hardware chiave per realizzare reti di comunicazione ottica ad alta velocità e ad alta capacità, tra cui la sorgente laser integrata di risposta ad alta velocità, matrice per la risposta ondatica a bassa perdita di risposta ondata a bassa perdita di spedizione a bassa perdita, convertitore a bassa perdita, convertitore a bassa perdita, convertitore a bassa perdita, convertitore a bassa perdita di risposta a bassa perdita, convertitura ondulata a basso costo, con risposta che ad alta capacità, a basso consumo, convertitore di routing di lunghezza d'onda, convertitore di lunghezza d'onda di routing, convertitore di lunghezza d'onda di routing, convertitore di lunghezza d'onda di routing, convertitore di lunghezza d'onda di routing.
2. Computer fotonico
Il cosiddetto computer fotone è un computer che utilizza la luce come mezzo di trasmissione. I fotoni sono bosoni, che non hanno carica elettrica e le travi di luce possono passare parallele o incrociate senza influenzarsi reciprocamente, che ha la capacità innata di una grande elaborazione parallela. Il computer fotonico presenta anche i vantaggi della grande capacità di archiviazione delle informazioni, una forte capacità anti-interferenza, i bassi requisiti per le condizioni ambientali e la forte tolleranza ai guasti. I componenti funzionali più di base dei computer fotonici sono interruttori ottici integrati e componenti logici ottici integrati.
3. Altre applicazioni, come processore di informazioni ottiche, sensore in fibra ottica, sensore di griglia in fibra, giroscopio in fibra ottica, ecc.
Post Time: giugno-28-2023