Le concept d'optique intégrée a été mis en avant par le Dr Miller de Bell Laboratories en 1969. L'optique intégrée est un nouveau sujet qui étudie et développe des dispositifs optiques et des systèmes de dispositifs électroniques optiques hybrides utilisant des méthodes intégrées sur la base de l'optoélectronique et de la microélectronique. La base théorique de l'optique intégrée est l'optique et l'optoélectronique, impliquant l'optique des vagues et l'optique de l'information, l'optique non linéaire, l'optoélectronique semi-conducteur, l'optique cristalline, l'optique à couches minces, l'optique des ondes guidées, le mode couplé et la théorie de l'interaction paramétrique, les dispositifs et les systèmes d'ondes optiques de guide optique de cinéma. La base technologique est principalement la technologie des couches minces et la technologie des microélectroniques. Le champ d'application de l'optique intégrée est très large, en plus de la communication de fibres optiques, de la technologie de détection des fibres optiques, du traitement optique de l'information, de l'ordinateur optique et du stockage optique, il existe d'autres domaines, tels que la recherche en science des matériaux, les instruments optiques, la recherche spectrale.
Premièrement, des avantages optiques intégrés
1. Comparaison avec des systèmes de dispositifs optiques discrets
Le dispositif optique discret est un type de dispositif optique fixé sur une grande plate-forme ou une base optique pour former un système optique. La taille du système est de l'ordre de 1 m2, et l'épaisseur du faisceau est d'environ 1 cm. En plus de sa grande taille, l'assemblage et le réglage sont également plus difficiles. Le système optique intégré présente les avantages suivants:
1. Les ondes lumineuses se propagent dans les guides d'ondes optiques et les ondes légères sont faciles à contrôler et à maintenir leur énergie.
2. L'intégration apporte un positionnement stable. Comme mentionné ci-dessus, l'optique intégrée prévoit de fabriquer plusieurs appareils sur le même substrat, il n'y a donc aucun problème d'assemblage que l'optique discrète a, afin que la combinaison puisse être stable, de sorte qu'elle est également plus adaptable à des facteurs environnementaux tels que les vibrations et la température.
(3) la taille de l'appareil et la longueur d'interaction sont raccourcies; L'électronique associée fonctionne également à des tensions inférieures.
4. densité de puissance élevée. La lumière transmise le long du guide d'ondes est confinée à un petit espace local, résultant en une densité de puissance optique élevée, qui est facile d'atteindre les seuils de fonctionnement de l'appareil nécessaire et de fonctionner avec des effets optiques non linéaires.
5. Les optiques intégrées sont généralement intégrées sur un substrat à l'échelle des centimètres, qui est de petite taille et de poids léger.
2. Comparaison avec les circuits intégrés
Les avantages de l'intégration optique peuvent être divisés en deux aspects, l'un est de remplacer le système électronique intégré (circuit intégré) par le système optique intégré (circuit optique intégré); L'autre est lié à la fibre optique et à un guide d'onde optique du plan diélectrique qui guide l'onde lumineuse au lieu du fil ou du câble coaxial pour transmettre le signal.
Dans un chemin optique intégré, les éléments optiques sont formés sur un substrat de plaquette et connectés par des guides d'ondes optiques formés à l'intérieur ou à la surface du substrat. Le chemin optique intégré, qui intègre des éléments optiques sur le même substrat sous forme de film mince, est un moyen important de résoudre la miniaturisation du système optique d'origine et d'améliorer les performances globales. L'appareil intégré présente les avantages de petite taille, de performances stables et fiables, d'efficacité élevée, de faible consommation d'énergie et d'une utilisation facile.
En général, les avantages de remplacer les circuits intégrés par des circuits optiques intégrés comprennent l'augmentation de la bande passante, le multiplexage de la division de la longueur d'onde, la commutation multiplex, la perte de couplage petite, la petite taille, le léger poids, une faible consommation d'énergie, une bonne économie de préparation par lots et une forte fiabilité. En raison des diverses interactions entre la lumière et la matière, de nouvelles fonctions de dispositif peuvent également être réalisées en utilisant divers effets physiques tels que l'effet photoélectrique, l'effet électro-optique, l'effet acousto-optique, l'effet magnéto-optique, l'effet thermo-optique, etc. dans la composition du chemin optique intégré.
2. Recherche et application de l'optique intégrée
L'optique intégrée est largement utilisée dans divers domaines tels que l'industrie, l'armée et l'économie, mais il est principalement utilisé dans les aspects suivants:
1. Communication et réseaux optiques
Les appareils intégrés optiques sont le matériel clé pour réaliser des réseaux de communication optiques à grande vitesse et à grande capacité, y compris la source laser intégrée à réponse à grande vitesse, le multiplexeur de division de longueur d'onde de gale d'onde de gâteau d'onde, le convertisseur de commutation optique de réponse à réponse à faible perte, le convertisseur d'onde d'onde à faible perte de berceau à faible perte de poutre d'onde.
2. ordinateur photonique
Le soi-disant ordinateur photon est un ordinateur qui utilise la lumière comme moyen de transmission d'informations. Les photons sont des bosons, qui n'ont pas de charge électrique, et les faisceaux lumineux peuvent passer parallèles ou se croiser sans s'affecter, ce qui a la capacité innée d'un grand traitement parallèle. L'ordinateur photonique présente également les avantages d'une grande capacité de stockage d'informations, d'une forte capacité anti-ingérence, d'une faible exigence pour les conditions environnementales et d'une forte tolérance aux pannes. Les composants fonctionnels les plus élémentaires des ordinateurs photoniques sont les commutateurs optiques intégrés et les composants logiques optiques intégrés.
3. D'autres applications, telles que le processeur d'informations optiques, le capteur de fibre optique, le capteur de réseau de fibres, le gyroscope à fibre optique, etc.
Heure du poste: juin-28-2023