통합 광학의 개념은 1969 년 Bell Laboratories의 Miller 박사에 의해 제시되었습니다. 통합 광학은 광전자 및 마이크로 엘프트로닉스를 기반으로 통합 방법을 사용하여 광학 장치 및 하이브리드 광학 전자 장치 시스템을 연구하고 개발하는 새로운 주제입니다. 통합 광학의 이론적 기초는 광학 및 정보 광학, 비선형 광학, 반도체 광 분산, 결정 광학, 박막 광학, 가이드 파 옵티스, 결합 모드 및 파라 메트릭 상호 작용 이론, 박막 광 웨이브 러이드 장치 및 시스템을 포함하는 광학 및 광전자입니다. 기술 기반은 주로 박막 기술 및 마이크로 전자 기술입니다. 통합 광학의 응용 분야는 광섬유 통신, 광섬유 감지 기술, 광학 정보 처리, 광학 컴퓨터 및 광 스토리지 외에도 매우 넓습니다. 재료 과학 연구, 광학 기기, 스펙트럼 연구와 같은 다른 분야가 있습니다.
첫째, 통합 광학 장점
1. 개별 광학 장치 시스템과 비교
불연속 광학 장치는 광학 시스템을 형성하기 위해 대형 플랫폼 또는 광학베이스에 고정 된 광학 장치 유형입니다. 시스템의 크기는 1m2의 순서이며 빔의 두께는 약 1cm입니다. 큰 크기 외에도 조립 및 조정도 더 어렵습니다. 통합 광학 시스템에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 광파는 광 도파관에서 전파되며, 광파는 에너지를 쉽게 제어하고 유지하기가 쉽습니다.
2. 통합은 안정적인 포지셔닝을 제공합니다. 위에서 언급 한 바와 같이, 통합 광학은 동일한 기판에 여러 장치를 만들 것으로 예상되므로 개별 광학의 조립 문제가 없으므로 조합이 안정적 일 수 있으므로 진동 및 온도와 같은 환경 적 요인에 더 적응할 수 있습니다.
(3) 장치 크기 및 상호 작용 길이가 단축됩니다. 관련 전자 장치는 또한 낮은 전압에서 작동합니다.
4. 고전력 밀도. 도파관을 따라 전송되는 빛은 작은 로컬 공간에 국한되어 높은 광학 전력 밀도를 초래하여 필요한 장치 작동 임계 값에 도달하고 비선형 광학 효과와 함께 작동하기 쉽습니다.
5. 통합 광학은 일반적으로 센티미터 규모의 기판에 통합되며, 이는 크기가 작고 무게가 작습니다.
2. 통합 회로와 비교
광학적 통합의 장점은 두 가지 측면으로 나눌 수 있으며, 하나는 통합 전자 시스템 (통합 회로)을 통합 광학 시스템 (통합 광학 회로)으로 대체하는 것입니다. 다른 하나는 신호를 전송하기 위해 와이어 또는 동축 케이블 대신 광파를 안내하는 광섬유 및 유전체 평면 광 도파관과 관련이 있습니다.
통합 광학 경로에서, 광학 요소는 웨이퍼 기판 상에 형성되고 기판 내부 또는 표면에 형성된 광 도파관에 의해 연결된다. 박막 형태의 동일한 기판에 광학 요소를 통합하는 통합 광학 경로는 원래 광학 시스템의 소형화를 해결하고 전반적인 성능을 향상시키는 중요한 방법입니다. 통합 장치는 작은 크기, 안정 및 신뢰할 수있는 성능, 고효율, 저전력 소비 및 용이한 사용의 장점이 있습니다.
일반적으로, 통합 회로를 통합 광학 회로로 대체 할 때의 장점에는 증가 된 대역폭, 파장 분할 멀티플렉싱, 멀티 플렉스 스위칭, 작은 커플 링 손실, 작은 크기, 경량, 저전력 소비, 우수한 배치 준비 경제 및 높은 신뢰성이 포함됩니다. 빛과 물질 사이의 다양한 상호 작용으로 인해, 광전 효과, 전기 광학 효과, 어쿠스토-광학 효과, 자기 광학 효과, 열 광학 효과 등과 같은 다양한 물리적 효과를 사용하여 새로운 장치 기능을 실현할 수 있습니다.
2. 통합 광학의 연구 및 적용
통합 광학은 산업, 군사 및 경제와 같은 다양한 분야에서 널리 사용되지만 주로 다음과 같은 측면에서 사용됩니다.
1. 통신 및 광학 네트워크
광학적 통합 장치는 고속 응답 통합 레이저 소스, 도파관 격자 빽빽한 파장 파장 디스플링 멀티 플렉서, 좁은 대역 반응 통합 광정기, 라우팅 파장 변환기, 빠른 응답 광학 스위치 매트릭스, 저소득층 웨이브 빔 스플리터 등을 포함하여 고속 및 대용량 광학 통신 네트워크를 실현하는 주요 하드웨어입니다.
2. 광학 컴퓨터
소위 광자 컴퓨터는 정보의 전송 매체로 빛을 사용하는 컴퓨터입니다. 광자는 전하가없는 보손이며, 광선은 서로에게 영향을 미치지 않고 평행 또는 십자가를 통과 할 수 있으며, 이는 상당한 병렬 처리의 타고난 능력을 갖습니다. Photonic Computer는 또한 큰 정보 저장 용량, 강력한 간섭 능력, 환경 조건에 대한 낮은 요구 사항 및 강한 결함 허용의 장점이 있습니다. Photonic 컴퓨터의 가장 기본적인 기능적 구성 요소는 통합 광학 스위치 및 통합 광학 논리 구성 요소입니다.
3. 광학 정보 프로세서, 광섬유 센서, 광섬유 격자 센서, 섬유 광학 자이로 스코프 등과 같은 기타 응용 분야
후 시간 : Jun-28-2023