Koncepti i optikës së integruar u parashtrua nga Dr. Miller i Bell Laboratories në vitin 1969. Optika e integruar është një lëndë e re që studion dhe zhvillon pajisjet optike dhe sistemet hibride të pajisjeve elektronike optike duke përdorur metoda të integruara në bazë të optoelektronikës dhe mikroelektronikës. Baza teorike e optikës së integruar është optika dhe optoelektronika, duke përfshirë optikën valore dhe optikën e informacionit, optikën jolineare, optoelektronikën gjysmëpërçuese, optikën kristalore, optikën e filmit të hollë, optikën e valëve të drejtuara, modalitetin e çiftuar dhe teorinë e ndërveprimit parametrik, pajisjet me film të hollë optik dhe sistemet e valëve. Baza teknologjike është kryesisht teknologjia e filmit të hollë dhe teknologjia mikroelektronike. Fusha e aplikimit të optikës së integruar është shumë e gjerë, përveç komunikimit të fibrave optike, teknologjisë së sensorit të fibrave optike, përpunimit të informacionit optik, kompjuterit optik dhe ruajtjes optike, ka fusha të tjera, të tilla si kërkimi i shkencave materiale, instrumentet optike, kërkimi spektral.
Së pari, avantazhet e integruara optike
1. Krahasimi me sistemet diskrete të pajisjeve optike
Pajisja optike diskrete është një lloj pajisje optike e fiksuar në një platformë të madhe ose bazë optike për të formuar një sistem optik. Madhësia e sistemit është e rendit 1m2, dhe trashësia e traut është rreth 1cm. Përveç madhësisë së tij të madhe, montimi dhe rregullimi janë gjithashtu më të vështira. Sistemi i integruar optik ka përparësitë e mëposhtme:
1. Valët e dritës përhapen në përcjellës valësh optikë dhe valët e dritës janë të lehta për t'u kontrolluar dhe ruajtur energjinë e tyre.
2. Integrimi sjell pozicionim të qëndrueshëm. Siç u përmend më lart, optika e integruar pret të prodhojë disa pajisje në të njëjtën nënshtresë, kështu që nuk ka probleme montimi që ka optika diskrete, në mënyrë që kombinimi të jetë i qëndrueshëm, në mënyrë që të jetë edhe më i adaptueshëm ndaj faktorëve mjedisorë si dridhjet dhe temperatura. .
(3) Madhësia e pajisjes dhe gjatësia e ndërveprimit janë shkurtuar; Elektronika e lidhur gjithashtu funksionon me tensione më të ulëta.
4. Dendësia e lartë e fuqisë. Drita e transmetuar përgjatë valëzuesit kufizohet në një hapësirë të vogël lokale, duke rezultuar në një densitet të lartë të fuqisë optike, e cila është e lehtë për të arritur pragjet e nevojshme të funksionimit të pajisjes dhe për të punuar me efekte optike jolineare.
5. Optika e integruar përgjithësisht integrohet në një nënshtresë në shkallë centimetri, e cila është e vogël në madhësi dhe e lehtë në peshë.
2. Krahasimi me qarqet e integruara
Përparësitë e integrimit optik mund të ndahen në dy aspekte, njëri është zëvendësimi i sistemit të integruar elektronik (qarku i integruar) me sistemin e integruar optik (qarku optik i integruar); Tjetra lidhet me fibrën optike dhe valëzuesin optik të planit dielektrik që drejtojnë valën e dritës në vend të telit ose kabllos koaksiale për të transmetuar sinjalin.
Në një shteg optik të integruar, elementët optikë formohen në një substrat vaferi dhe lidhen me anë të valëve optike të formuara brenda ose në sipërfaqen e nënshtresës. Rruga e integruar optike, e cila integron elemente optike në të njëjtën substrate në formën e një filmi të hollë, është një mënyrë e rëndësishme për të zgjidhur miniaturizimin e sistemit origjinal optik dhe për të përmirësuar performancën e përgjithshme. Pajisja e integruar ka përparësitë e madhësisë së vogël, performancës së qëndrueshme dhe të besueshme, efikasitetit të lartë, konsumit të ulët të energjisë dhe përdorimit të lehtë.
Në përgjithësi, avantazhet e zëvendësimit të qarqeve të integruara me qarqe optike të integruara përfshijnë rritjen e gjerësisë së brezit, multipleksimin e ndarjes së gjatësisë valore, ndërrimin e shumëfishtë, humbjen e vogël të bashkimit, madhësinë e vogël, peshën e lehtë, konsumin e ulët të energjisë, ekonominë e mirë të përgatitjes së grupeve dhe besueshmërinë e lartë. Për shkak të ndërveprimeve të ndryshme midis dritës dhe materies, funksionet e reja të pajisjes mund të realizohen gjithashtu duke përdorur efekte të ndryshme fizike si efekti fotoelektrik, efekti elektro-optik, efekti akusto-optik, efekti magneto-optik, efekti termo-optik etj. përbërjen e rrugës së integruar optike.
2. Hulumtimi dhe aplikimi i optikës së integruar
Optika e integruar përdoret gjerësisht në fusha të ndryshme si industria, ushtria dhe ekonomia, por kryesisht përdoret në aspektet e mëposhtme:
1. Rrjetet e komunikimit dhe optike
Pajisjet e integruara optike janë hardueri kryesor për realizimin e rrjeteve të komunikimit optik me shpejtësi të lartë dhe kapacitet të madh, duke përfshirë burimin e integruar të lazerit me përgjigje me shpejtësi të lartë, multiplekserin e ndarjes së dendur me gjatësi vale të grupit të rrjetës së valëve, fotodetektorin e integruar të përgjigjes me brez të ngushtë, konvertuesin e gjatësisë valore të rrugëzimit, matricën e ndërrimit optik me përgjigje të shpejtë. ndarje të rrezeve të rrezeve me akses të shumëfishtë me humbje të ulët dhe kështu me radhë.
2. Kompjuter fotonik
I ashtuquajturi kompjuter foton është një kompjuter që përdor dritën si mjet transmetimi të informacionit. Fotonet janë bozon, të cilët nuk kanë ngarkesë elektrike dhe rrezet e dritës mund të kalojnë paralelisht ose të kryqëzohen pa ndikuar njëri-tjetrin, gjë që ka aftësinë e lindur të përpunimit të madh paralel. Kompjuteri fotonik ka gjithashtu avantazhet e kapacitetit të madh të ruajtjes së informacionit, aftësisë së fortë kundër ndërhyrjeve, kërkesave të ulëta për kushtet mjedisore dhe tolerancës së fortë ndaj gabimeve. Komponentët më themelorë funksionalë të kompjuterëve fotonik janë çelësat optikë të integruar dhe komponentët e integruar logjikë optikë.
3. Aplikime të tjera, si procesori optik i informacionit, sensori i fibrave optike, sensori i grilave të fibrave, xhiroskopi me fibra optike etj.
Koha e postimit: Qershor-28-2023