Cynigiwyd y cysyniad o opteg integredig gan Dr. Miller o Bell Laboratories ym 1969. Mae opteg integredig yn bwnc newydd sy'n astudio ac yn datblygu dyfeisiau optegol a systemau dyfeisiau electronig optegol hybrid gan ddefnyddio dulliau integredig ar sail optoelectroneg a microelectroneg. Y sail ddamcaniaethol ar gyfer opteg integredig yw opteg ac optoelectroneg, gan gynnwys opteg tonnau ac opteg gwybodaeth, opteg anlinellol, optoelectroneg lled-ddargludyddion, opteg grisial, opteg ffilm denau, opteg tonnau dan arweiniad, damcaniaeth rhyngweithio modd cyplu a pharametrig, dyfeisiau a systemau tywysydd tonnau optegol ffilm denau. Y sail dechnolegol yn bennaf yw technoleg ffilm denau a thechnoleg microelectroneg. Mae maes cymhwysiad opteg integredig yn eang iawn, yn ogystal â chyfathrebu ffibr optegol, technoleg synhwyro ffibr optegol, prosesu gwybodaeth optegol, cyfrifiaduron optegol a storio optegol, mae meysydd eraill, megis ymchwil gwyddor deunyddiau, offerynnau optegol, ymchwil sbectrol.
Yn gyntaf, manteision optegol integredig
1. Cymhariaeth â systemau dyfeisiau optegol arwahanol
Dyfais optegol arwahanol yw math o ddyfais optegol sydd wedi'i gosod ar blatfform mawr neu sylfaen optegol i ffurfio system optegol. Mae maint y system tua 1m2, a thrwch y trawst tua 1cm. Yn ogystal â'i maint mawr, mae cydosod ac addasu hefyd yn anoddach. Mae gan y system optegol integredig y manteision canlynol:
1. Mae tonnau golau yn lluosogi mewn tywysyddion tonnau optegol, ac mae tonnau golau yn hawdd i'w rheoli a chynnal eu hegni.
2. Mae integreiddio yn dod â lleoliad sefydlog. Fel y soniwyd uchod, mae opteg integredig yn disgwyl gwneud sawl dyfais ar yr un swbstrad, felly nid oes unrhyw broblemau cydosod sydd gan opteg arwahanol, fel y gall y cyfuniad fod yn sefydlog, fel ei fod hefyd yn fwy addasadwy i ffactorau amgylcheddol fel dirgryniad a thymheredd.
(3) Mae maint a hyd y ddyfais yn cael eu byrhau; Mae'r electroneg gysylltiedig hefyd yn gweithredu ar folteddau is.
4. Dwysedd pŵer uchel. Mae'r golau a drosglwyddir ar hyd y tonfedd wedi'i gyfyngu i ofod lleol bach, gan arwain at ddwysedd pŵer optegol uchel, sy'n hawdd cyrraedd y trothwyon gweithredu dyfais angenrheidiol a gweithio gydag effeithiau optegol anlinellol.
5. Mae opteg integredig fel arfer yn cael eu hintegreiddio ar swbstrad graddfa centimetr, sy'n fach o ran maint ac yn ysgafn o ran pwysau.
2. Cymhariaeth â chylchedau integredig
Gellir rhannu manteision integreiddio optegol yn ddau agwedd, un yw disodli'r system electronig integredig (cylched integredig) gyda'r system optegol integredig (cylched optegol integredig); Mae'r llall yn gysylltiedig â'r ffibr optegol a'r tonfedd optegol plân dielectrig sy'n tywys y don golau yn lle gwifren neu gebl cyd-echelinol i drosglwyddo'r signal.
Mewn llwybr optegol integredig, mae'r elfennau optegol yn cael eu ffurfio ar swbstrad wafer ac yn cael eu cysylltu gan donnau optegol a ffurfir y tu mewn neu ar wyneb y swbstrad. Mae'r llwybr optegol integredig, sy'n integreiddio elfennau optegol ar yr un swbstrad ar ffurf ffilm denau, yn ffordd bwysig o ddatrys y broblem o leihau'r system optegol wreiddiol a gwella'r perfformiad cyffredinol. Mae gan y ddyfais integredig fanteision maint bach, perfformiad sefydlog a dibynadwy, effeithlonrwydd uchel, defnydd pŵer isel a defnydd hawdd.
Yn gyffredinol, mae manteision disodli cylchedau integredig gyda chylchedau optegol integredig yn cynnwys lled band cynyddol, amlblecsio rhannu tonfedd, newid amlblecsio, colled gyplu fach, maint bach, pwysau ysgafn, defnydd pŵer isel, economi paratoi swp da, a dibynadwyedd uchel. Oherwydd yr amrywiol ryngweithiadau rhwng golau a mater, gellir gwireddu swyddogaethau dyfais newydd hefyd trwy ddefnyddio amrywiol effeithiau ffisegol megis effaith ffotodrydanol, effaith electro-optegol, effaith acwsto-optegol, effaith magneto-optegol, effaith thermo-optegol ac yn y blaen yng nghyfansoddiad y llwybr optegol integredig.
2. Ymchwil a chymhwyso opteg integredig
Defnyddir opteg integredig yn helaeth mewn amrywiol feysydd megis diwydiant, milwrol ac economi, ond fe'i defnyddir yn bennaf yn yr agweddau canlynol:
1. Rhwydweithiau cyfathrebu ac optegol
Dyfeisiau integredig optegol yw'r caledwedd allweddol i wireddu rhwydweithiau cyfathrebu optegol cyflymder uchel a chynhwysedd mawr, gan gynnwys ffynhonnell laser integredig ymateb cyflym, amlblecsydd rhannu tonfedd dwys arae gratiau tonfedd canllaw, ffotosynhwyrydd integredig ymateb band cul, trawsnewidydd tonfedd llwybro, matrics newid optegol ymateb cyflym, holltydd trawst tonfedd canllaw mynediad lluosog colled isel ac yn y blaen.
2. Cyfrifiadur ffotonig
Mae'r cyfrifiadur ffoton fel y'i gelwir yn gyfrifiadur sy'n defnyddio golau fel cyfrwng trosglwyddo gwybodaeth. Mae ffotonau yn fosonau, nad oes ganddynt wefr drydanol, a gall trawstiau golau basio'n gyfochrog neu'n croesi heb effeithio ar ei gilydd, sydd â'r gallu cynhenid i brosesu cyfochrog gwych. Mae gan gyfrifiadur ffotonig hefyd fanteision capasiti storio gwybodaeth mawr, gallu gwrth-ymyrraeth cryf, gofynion isel ar gyfer amodau amgylcheddol, a goddefgarwch nam cryf. Y cydrannau swyddogaethol mwyaf sylfaenol mewn cyfrifiaduron ffotonig yw switshis optegol integredig a chydrannau rhesymeg optegol integredig.
3. Cymwysiadau eraill, megis prosesydd gwybodaeth optegol, synhwyrydd ffibr optig, synhwyrydd gratio ffibr, gyrosgop ffibr optig, ac ati.
Amser postio: Mehefin-28-2023