統合光学の概念は、1969年にベルラバトリーズのミラー博士によって提案されました。統合光学は、オプトエレクトロニクスとマイクロエレクトロニクスに基づいて統合された方法を使用して、光学デバイスとハイブリッド光学電子デバイスシステムを研究および開発する新しい主題です。統合光学の理論的基礎は、波の光学系と情報光学系、非線形光学、半導体光電子、薄膜光学系、薄膜光学系、ガイド付き波光学系、結合モード、パラメトリック相互作用理論、薄膜光波路デバイスとシステムを含む光学系とオプトエレクトロニクスです。技術的基盤は、主に薄膜技術とマイクロエレクトロニクス技術です。統合光学のアプリケーション分野は、光ファイバー通信、光ファイバーセンシングテクノロジー、光学情報処理、光学コンピューター、光学ストレージに加えて、材料科学研究、光学器具、スペクトル研究など、他の分野があります。
まず、統合された光学的利点
1。離散光学デバイスシステムとの比較
離散光学デバイスは、光学システムを形成するために、大きなプラットフォームまたは光学ベースに固定された光学デバイスの一種です。システムのサイズは1m2のオーダーにあり、ビームの厚さは約1cmです。大きなサイズに加えて、アセンブリと調整もより困難です。統合された光学システムには、次の利点があります。
1.光波は光学導波路で伝播し、光波は簡単に制御してエネルギーを維持できます。
2。統合は安定したポジショニングをもたらします。上記のように、統合光学系は同じ基板上にいくつかのデバイスを作成することを期待しているため、離散光学系にあるアセンブリの問題はありません。そのため、組み合わせが安定しているため、振動や温度などの環境要因により適応性があります。
（3）デバイスのサイズと相互作用の長さが短縮されます。関連する電子機器も低電圧で動作します。
4。高出力密度。導波路に沿って送信される光は小さなローカル空間に限定されているため、高い光学電力密度が生じ、必要なデバイスの動作しきい値に簡単に到達し、非線形の光学効果を扱うことができます。
5.統合光学系は、一般にセンチメートルスケールの基質に統合されており、サイズが小さく、軽量が軽量です。
2。統合回路との比較
光学統合の利点は、2つの側面に分けることができます。1つは、統合された電子システム（積分回路）を統合光システム（統合光回路）に置き換えることです。もう1つは、信号を送信するためにワイヤまたは同軸ケーブルの代わりに光波を誘導する光ファイバーと誘電面光波動管に関連しています。
積分光パスでは、光学要素がウェーハ基板上に形成され、基質の内側または表面に形成された光学導波路によって接続されます。薄膜の形で同じ基板に光学要素を統合する統合された光学パスは、元の光学システムの小型化を解決し、全体的なパフォーマンスを改善する重要な方法です。統合されたデバイスには、小さなサイズ、安定した信頼性の高いパフォーマンス、高効率、低消費電力、使いやすい利点があります。
一般に、統合された回路を統合された光学回路に置き換えることの利点には、帯域幅の増加、波長分裂マルチプレックス、多重スイッチング、小さな結合損失、軽量、軽量、低電力消費、良好なバッチ準備エコノミー、および高い信頼性が含まれます。光と物質の間のさまざまな相互作用により、新しいデバイス機能は、光電気効果、電気光学効果、音響オプティック効果、磁気光学効果、熱光学効果など、統合された光パスの組成などのさまざまな物理的効果を使用することで実現できます。
2。統合光学系の研究と応用
統合光学は、産業、軍事、経済などのさまざまな分野で広く使用されていますが、主に以下の側面で使用されています。
1。通信および光ネットワーク
光学統合デバイスは、高速応答統合レーザーソース、導波路格子アレイ密度波長分割マルチプレクサー、狭帯域帯域応答統合フォトセクター、ルーティング波長コンバーター、高速応答光学スイッチングマトリックス、低損失波動ガイド測量スプリッターなどを含む、高速および大容量の光学通信ネットワークを実現するための重要なハードウェアです。
2。フォトニックコンピューター
いわゆる光子コンピューターは、情報の伝送媒体として光を使用するコンピューターです。光子は電荷がないボソンであり、光ビームは互いに影響を与えることなく平行または交差することができます。 Photonicコンピューターには、大きな情報ストレージ能力、強力な干渉能力、環境条件の低い要件、強力なフォールトトレランスの利点もあります。フォトニックコンピューターの最も基本的な機能コンポーネントは、統合された光スイッチと統合された光学ロジックコンポーネントです。
3.光情報情報プロセッサ、光ファイバーセンサー、ファイバー格子センサー、光ファイバージャイロスコープなどのその他のアプリケーション。
投稿時間：6月28日 - 2023年