Il-kunċett ta 'ottika integrata tressaq minn Dr Miller tal-Laboratorji Bell fl-1969. L-ottika integrata hija suġġett ġdid li jistudja u jiżviluppa apparati ottiċi u sistemi ta' apparat elettroniku ottiku ibridi li jużaw metodi integrati fuq il-bażi tal-optoelettronika u l-mikroelettronika. Il-bażi teoretika ta 'l-ottika integrata hija ottika u optoelettronika, li tinvolvi ottika tal-mewġ u ottika ta' informazzjoni, ottika mhux lineari, optoelettronika semikondutturi, ottika tal-kristall, ottika tal-film irqiq, ottika tal-mewġ iggwidat, mod akkoppjat u teorija ta 'interazzjoni parametrika, apparat u sistemi ta' waveguide ottiku ta 'film irqiq. Il-bażi teknoloġika hija prinċipalment it-teknoloġija tal-film irqiq u t-teknoloġija tal-mikroelettronika. Il-qasam ta 'applikazzjoni ta' l-ottika integrata huwa wiesa 'ħafna, minbarra l-komunikazzjoni tal-fibra ottika, teknoloġija ta' sensing tal-fibra ottika, ipproċessar ta 'informazzjoni ottika, kompjuter ottiku u ħażna ottika, hemm oqsma oħra, bħal riċerka tax-xjenza tal-materjal, strumenti ottiċi, riċerka spettrali.
L-ewwel, vantaġġi ottiċi integrati
1. Tqabbil ma 'sistemi ta' apparat ottiku diskreti
Apparat ottiku diskret huwa tip ta 'apparat ottiku ffissat fuq pjattaforma kbira jew bażi ottika biex tifforma sistema ottika. Id-daqs tas-sistema huwa ta 'l-ordni ta' 1m2, u l-ħxuna tar-raġġ hija ta 'madwar 1cm. Minbarra d-daqs kbir tiegħu, l-assemblaġġ u l-aġġustament huma wkoll aktar diffiċli. Is-sistema ottika integrata għandha l-vantaġġi li ġejjin:
1. Il-mewġ tad-dawl jippropaga f'gwidi tal-mewġ ottiċi, u l-mewġ tad-dawl huwa faċli biex jikkontrolla u jżomm l-enerġija tagħhom.
2. L-integrazzjoni ġġib pożizzjonament stabbli. Kif imsemmi hawn fuq, l-ottika integrata tistenna li tagħmel diversi apparati fuq l-istess sottostrat, għalhekk m'hemm l-ebda problemi ta 'assemblaġġ li għandhom l-ottiki diskreti, sabiex il-kombinazzjoni tkun stabbli, sabiex tkun ukoll aktar adattabbli għal fatturi ambjentali bħall-vibrazzjoni u t-temperatura .
(3) Id-daqs tal-apparat u t-tul tal-interazzjoni jitqassru; L-elettronika assoċjata taħdem ukoll b'vultaġġi aktar baxxi.
4. Densità ta 'qawwa għolja. Id-dawl trażmess tul il-waveguide huwa limitat għal spazju lokali żgħir, li jirriżulta f'densità għolja ta 'qawwa ottika, li hija faċli biex tilħaq il-limiti operattivi tal-apparat meħtieġ u taħdem b'effetti ottiċi mhux lineari.
5. ottika integrata huma ġeneralment integrati fuq sottostrat fuq skala ċentimetru, li huwa żgħir fid-daqs u ħafif.
2. Tqabbil ma 'ċirkuwiti integrati
Il-vantaġġi tal-integrazzjoni ottika jistgħu jinqasmu f'żewġ aspetti, wieħed huwa li tissostitwixxi s-sistema elettronika integrata (ċirkwit integrat) bis-sistema ottika integrata (ċirkwit ottiku integrat); L-ieħor huwa relatat mal-fibra ottika u l-gwida tal-mewġ ottiku tal-pjan dielettriku li jiggwida l-mewġ tad-dawl minflok wajer jew kejbil koassjali biex jittrasmetti s-sinjal.
F'mogħdija ottika integrata, l-elementi ottiċi huma ffurmati fuq sottostrat tal-wejfer u konnessi minn gwidi tal-mewġ ottiċi ffurmati ġewwa jew fuq il-wiċċ tas-sottostrat. Il-mogħdija ottika integrata, li tintegra elementi ottiċi fuq l-istess sottostrat fil-forma ta 'film irqiq, hija mod importanti biex issolvi l-minjaturizzazzjoni tas-sistema ottika oriġinali u ttejjeb il-prestazzjoni ġenerali. L-apparat integrat għandu l-vantaġġi ta 'daqs żgħir, prestazzjoni stabbli u affidabbli, effiċjenza għolja, konsum baxx ta' enerġija u użu faċli.
B'mod ġenerali, il-vantaġġi tas-sostituzzjoni ta 'ċirkwiti integrati b'ċirkuwiti ottiċi integrati jinkludu bandwidth miżjuda, multiplexing ta' diviżjoni ta 'wavelength, swiċċjar multiplex, telf ta' akkoppjar żgħir, daqs żgħir, piż ħafif, konsum baxx ta 'enerġija, ekonomija tajba ta' preparazzjoni tal-lott, u affidabilità għolja. Minħabba l-interazzjonijiet varji bejn id-dawl u l-materja, funzjonijiet ġodda ta 'apparat jistgħu wkoll jiġu realizzati bl-użu ta' diversi effetti fiżiċi bħal effett fotoelettriku, effett elettro-ottiku, effett akusto-ottiku, effett manjeto-ottiku, effett termo-ottiku u l-bqija f' il-kompożizzjoni tal-mogħdija ottika integrata.
2. Riċerka u applikazzjoni ta 'ottika integrata
L-ottika integrata tintuża ħafna f'diversi oqsma bħall-industrija, il-militar u l-ekonomija, iżda tintuża prinċipalment fl-aspetti li ġejjin:
1. Komunikazzjoni u netwerks ottiċi
Apparati integrati ottiċi huma l-ħardwer ewlieni biex jiġu realizzati netwerks ta 'komunikazzjoni ottika b'veloċità għolja u ta' kapaċità kbira, inkluż sors tal-laser integrat ta 'rispons b'veloċità għolja, waveguide grating array dens wavelength division multiplexer, fotodetector integrat ta' rispons ta 'frekwenza dejqa, konvertitur ta' wavelength routing, matriċi ta 'swiċċjar ottiku ta' rispons mgħaġġel, telf baxx ta 'aċċess multiplu waveguide raġġ splitter eċċ.
2. Kompjuter fotoniku
L-hekk imsejjaħ kompjuter photon huwa kompjuter li juża d-dawl bħala l-mezz ta 'trażmissjoni ta' informazzjoni. Il-fotoni huma bosons, li m'għandhom l-ebda ċarġ elettriku, u r-raġġi tad-dawl jistgħu jgħaddu paralleli jew jaqsmu mingħajr ma jaffettwaw lil xulxin, li għandu l-kapaċità intrinsika ta 'proċessar parallel kbir. Il-kompjuter fotoniku għandu wkoll il-vantaġġi ta 'kapaċità kbira ta' ħażna ta 'informazzjoni, kapaċità qawwija ta' kontra l-interferenza, rekwiżiti baxxi għal kundizzjonijiet ambjentali, u tolleranza qawwija ta 'ħsarat. L-aktar komponenti funzjonali bażiċi tal-kompjuters fotoniċi huma swiċċijiet ottiċi integrati u komponenti loġika ottika integrata.
3. Applikazzjonijiet oħra, bħal proċessur ta 'informazzjoni ottika, sensur tal-fibra ottika, sensor tal-ħakk tal-fibra, ġiroskopju tal-fibra ottika, eċċ.
Ħin tal-post: Ġunju-28-2023