Ի՞նչ է ինտեգրված օպտիկան:

Ինտեգրված օպտիկայի հայեցակարգը առաջ է քաշվել Բելլ Լաբորատորիայից դոկտոր Միլլերի կողմից 1969 թվականին: Ինտեգրված օպտիկան նոր առարկա է, որն ուսումնասիրում և զարգացնում է օպտիկական սարքերը և հիբրիդային օպտիկական էլեկտրոնային սարքերի համակարգերը՝ օգտագործելով օպտոէլեկտրոնիկայի և միկրոէլեկտրոնիկայի հիման վրա ինտեգրված մեթոդներ: Ինտեգրված օպտիկայի տեսական հիմքը օպտիկան և օպտոէլեկտրոնիկան է, որը ներառում է ալիքային օպտիկա և տեղեկատվական օպտիկա, ոչ գծային օպտիկա, կիսահաղորդչային օպտոէլեկտրոնիկան, բյուրեղային օպտիկա, բարակ թաղանթային օպտիկա, ուղղորդվող ալիքի օպտիկա, զուգակցված ռեժիմ և պարամետրային փոխազդեցության տեսություն, բարակ թաղանթով օպտիկական ալիքատար համակարգեր: Տեխնոլոգիական հիմքը հիմնականում բարակ թաղանթների տեխնոլոգիան է և միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիան։ Ինտեգրված օպտիկայի կիրառման ոլորտը շատ լայն է, բացի օպտիկամանրաթելային հաղորդակցությունից, օպտիկամանրաթելային զգայական տեխնոլոգիայից, օպտիկական տեղեկատվության մշակումից, օպտիկական համակարգչից և օպտիկական պահեստավորումից, կան նաև այլ ոլորտներ, ինչպիսիք են նյութագիտության հետազոտությունները, օպտիկական գործիքները, սպեկտրային հետազոտությունները:

Նախ, ինտեգրված օպտիկական առավելությունները

1. Համեմատություն դիսկրետ օպտիկական սարքերի համակարգերի հետ

Դիսկրետ օպտիկական սարքը օպտիկական սարքի տեսակ է, որը ամրագրված է մեծ հարթակի կամ օպտիկական բազայի վրա՝ օպտիկական համակարգ ձևավորելու համար։ Համակարգի չափը 1մ2 կարգի է, իսկ փնջի հաստությունը՝ մոտ 1սմ։ Բացի իր մեծ չափերից, հավաքումը և կարգավորումը նույնպես ավելի դժվար է: Ինտեգրված օպտիկական համակարգը ունի հետևյալ առավելությունները.

1. Լույսի ալիքները տարածվում են օպտիկական ալիքատարներում, իսկ լույսի ալիքները հեշտ է կառավարել ու պահպանել իրենց էներգիան։

2. Ինտեգրումը բերում է կայուն դիրքավորում: Ինչպես նշվեց վերևում, ինտեգրված օպտիկան ակնկալում է մի քանի սարքեր ստեղծել նույն հիմքի վրա, ուստի դիսկրետ օպտիկայի հետ կապված խնդիրներ չկան, որպեսզի համակցությունը կայուն լինի, որպեսզի այն նաև ավելի հարմարվող լինի շրջակա միջավայրի գործոններին, ինչպիսիք են թրթռումը և ջերմաստիճանը: .

(3) Սարքի չափը և փոխազդեցության երկարությունը կրճատվում են. Կապակցված էլեկտրոնիկան նույնպես աշխատում է ավելի ցածր լարման դեպքում:

4. Բարձր հզորության խտություն: Ալիքի ուղեցույցի երկայնքով հաղորդվող լույսը սահմանափակվում է փոքր լոկալ տարածության մեջ, որի արդյունքում ձեռք է բերվում օպտիկական հզորության բարձր խտություն, որը հեշտ է հասնել անհրաժեշտ սարքի գործառնական շեմերին և աշխատել ոչ գծային օպտիկական էֆեկտներով:

5. Ինտեգրված օպտիկան ընդհանուր առմամբ ինտեգրված է սանտիմետրային մասշտաբով սուբստրատի վրա, որն ունի փոքր չափսեր և թեթև քաշ։

2. Համեմատություն ինտեգրալ սխեմաների հետ

Օպտիկական ինտեգրման առավելությունները կարելի է բաժանել երկու ասպեկտի, մեկը՝ ինտեգրված էլեկտրոնային համակարգը (ինտեգրալ սխեմա) փոխարինել ինտեգրված օպտիկական համակարգով (ինտեգրալ օպտիկական միացում); Մյուսը կապված է օպտիկական մանրաթելերի և դիէլեկտրական հարթության օպտիկական ալիքատարի հետ, որոնք ազդանշանը փոխանցելու համար ուղղորդում են լույսի ալիքը մետաղալարերի կամ կոաքսիալ մալուխի փոխարեն:

Ինտեգրված օպտիկական ճանապարհում օպտիկական տարրերը ձևավորվում են վաֆլի սուբստրատի վրա և միացված են օպտիկական ալիքատարներով, որոնք ձևավորվում են ենթաշերտի ներսում կամ մակերեսի վրա: Ինտեգրված օպտիկական ուղին, որը ինտեգրում է օպտիկական տարրերը նույն հիմքի վրա բարակ թաղանթի տեսքով, կարևոր միջոց է լուծելու սկզբնական օպտիկական համակարգի մանրացումը և բարելավելու ընդհանուր կատարումը: Ինտեգրված սարքն ունի փոքր չափի, կայուն և հուսալի կատարողականության, բարձր արդյունավետության, էներգիայի ցածր սպառման և հեշտ օգտագործման առավելությունները:

Ընդհանուր առմամբ, ինտեգրալային սխեմաները ինտեգրված օպտիկական սխեմաներով փոխարինելու առավելությունները ներառում են թողունակության ավելացում, ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսավորում, մուլտիպլեքսային միացում, միացման փոքր կորուստ, փոքր չափսեր, թեթև քաշ, էներգիայի ցածր սպառում, խմբաքանակի պատրաստման լավ տնտեսում և բարձր հուսալիություն: Լույսի և նյութի տարբեր փոխազդեցությունների շնորհիվ սարքի նոր գործառույթները կարող են իրականացվել նաև տարբեր ֆիզիկական էֆեկտների միջոցով, ինչպիսիք են ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը, էլեկտրաօպտիկական էֆեկտը, ակուստո-օպտիկական էֆեկտը, մագնիտո-օպտիկական էֆեկտը, ջերմաօպտիկական էֆեկտը և այլն: ինտեգրված օպտիկական ուղու կազմը.

2. Ինտեգրված օպտիկայի հետազոտություն և կիրառում

Ինտեգրված օպտիկան լայնորեն օգտագործվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են արդյունաբերությունը, ռազմական և տնտեսությունը, բայց այն հիմնականում օգտագործվում է հետևյալ ասպեկտներում.

1. Կապի և օպտիկական ցանցեր

Օպտիկական ինտեգրված սարքերը հիմնական սարքավորումն են բարձր արագությամբ և մեծ հզորությամբ օպտիկական հաղորդակցության ցանցեր իրականացնելու համար, ներառյալ բարձր արագությամբ արձագանքման ինտեգրված լազերային աղբյուրը, ալիքատար ցանցի խիտ ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսորը, նեղաշերտ արձագանքման ինտեգրված ֆոտոդետեկտորը, երթուղային ալիքի երկարության փոխարկիչը, արագ արձագանքման օպտիկական անջատիչ մատրիցը: ցածր կորստի բազմակի մուտքի ալիքատար ճառագայթի բաժանիչ և այլն:

2. Ֆոտոնիկ համակարգիչ

Այսպես կոչված ֆոտոնային համակարգիչը համակարգիչ է, որն օգտագործում է լույսը որպես տեղեկատվության փոխանցման միջոց: Ֆոտոնները բոզոններ են, որոնք չունեն էլեկտրական լիցք, իսկ լույսի ճառագայթները կարող են անցնել զուգահեռ կամ հատվել՝ առանց միմյանց վրա ազդելու, որն ունի զուգահեռ մշակման մեծ հնարավորություն։ Ֆոտոնային համակարգիչն ունի նաև տեղեկատվության պահպանման մեծ հզորության, հակամիջամտության ուժեղ կարողության, շրջակա միջավայրի պայմանների ցածր պահանջների և խափանումների ուժեղ հանդուրժողականության առավելությունները: Ֆոտոնային համակարգիչների ամենահիմնական ֆունկցիոնալ բաղադրիչներն են ինտեգրված օպտիկական անջատիչները և ինտեգրված օպտիկական տրամաբանական բաղադրիչները:

3. Այլ ծրագրեր, ինչպիսիք են օպտիկական տեղեկատվության պրոցեսորը, օպտիկամանրաթելային սենսորը, մանրաթելային ցանցի սենսորը, օպտիկամանրաթելային գիրոսկոպը և այլն: