집적광학의 개념은 1969년 벨 연구소의 밀러 박사에 의해 제시되었습니다. 집적광학은 광전자공학과 마이크로전자공학을 기반으로 한 통합적 방법을 이용하여 광소자 및 하이브리드 광전자소자 시스템을 연구, 개발하는 새로운 학문입니다.통합 광학의 이론적 기초는 파동 광학 및 정보 광학, 비선형 광학, 반도체 광전자 공학, 수정 광학, 박막 광학, 유도파 광학, 결합 모드 및 매개 변수 상호 작용 이론, 박막 광 도파관 장치 및 시스템을 포함하는 광학 및 광전자 공학입니다.기술기반은 주로 박막기술과 마이크로일렉트로닉스 기술이다.통합 광학의 응용 분야는 매우 광범위하며 광섬유 통신, 광섬유 감지 기술, 광학 정보 처리, 광학 컴퓨터 및 광학 저장 외에도 재료 과학 연구, 광학 기기, 스펙트럼 연구와 같은 다른 분야가 있습니다.
첫째, 통합된 광학적 장점
1. 개별 광학소자 시스템과의 비교
개별 광학 장치는 광학 시스템을 형성하기 위해 대형 플랫폼 또는 광학 베이스에 고정된 광학 장치 유형입니다.시스템의 크기는 1m2 정도이고, 빔의 두께는 약 1cm이다.크기가 큰 것 외에도 조립 및 조정도 더 어렵습니다.통합 광학 시스템에는 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 광파는 광 도파관을 통해 전파되며, 광파는 에너지를 제어하고 유지하기 쉽습니다.
2. 통합으로 안정적인 위치 결정이 가능합니다.위에서 언급한 것처럼 통합 광학은 동일한 기판에 여러 장치를 만들 것으로 예상되므로 개별 광학이 갖는 조립 문제가 없으므로 조합이 안정적일 수 있으므로 진동 및 온도와 같은 환경 요인에도 더 잘 적응할 수 있습니다. .
(3) 장치 크기와 상호 작용 길이가 단축됩니다.관련 전자 장치도 더 낮은 전압에서 작동합니다.
4. 높은 전력 밀도.도파관을 따라 전송되는 빛은 작은 로컬 공간으로 제한되어 높은 광 출력 밀도를 가져오며 필요한 장치 작동 임계값에 쉽게 도달하고 비선형 광학 효과로 작업할 수 있습니다.
5. 통합 광학 장치는 일반적으로 크기가 작고 무게가 가벼운 센티미터 규모의 기판에 통합됩니다.
2. 집적회로와의 비교
광 통합의 장점은 두 가지 측면으로 나눌 수 있습니다. 하나는 통합 전자 시스템(집적 회로)을 통합 광학 시스템(집적 광 회로)으로 대체하는 것입니다.다른 하나는 전선이나 동축케이블 대신 광파를 유도해 신호를 전달하는 광섬유와 유전체 평면 광도파로에 관한 것이다.
통합된 광 경로에서 광학 요소는 웨이퍼 기판에 형성되고 기판 내부 또는 표면에 형성된 광 도파관에 의해 연결됩니다.동일한 기판에 광학 요소를 박막 형태로 집적하는 통합 광로는 원래 광학 시스템의 소형화 문제를 해결하고 전반적인 성능을 향상시키는 중요한 방법입니다.통합 장치는 작은 크기, 안정적이고 신뢰할 수 있는 성능, 고효율, 낮은 전력 소비 및 쉬운 사용이라는 장점을 가지고 있습니다.
일반적으로 집적 회로를 집적 광 회로로 교체하면 대역폭 증가, 파장 분할 다중화, 다중 스위칭, 작은 결합 손실, 작은 크기, 경량, 낮은 전력 소비, 우수한 배치 준비 경제성 및 높은 신뢰성 등의 이점이 있습니다.빛과 물질 사이의 다양한 상호 작용으로 인해 광전 효과, 전기 광학 효과, 음향 광학 효과, 자기 광학 효과, 열 광학 효과 등 다양한 물리적 효과를 이용하여 새로운 장치 기능을 구현할 수도 있습니다. 통합된 광학 경로의 구성.
2. 집적광학 연구 및 응용
통합광학은 산업, 군사, 경제 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으나 주로 다음과 같은 측면에서 활용되고 있다.
1. 통신 및 광 네트워크
광집적소자는 고속대응 광통신 네트워크를 구현하기 위한 핵심 하드웨어로, 고속응답 집적 레이저 소스, 도파관 격자 배열 고밀도 파장 분할 다중화기, 협대역 응답 집적 광검출기, 라우팅 파장 변환기, 고속 응답 광스위칭 매트릭스, 저손실 다중 액세스 도파관 빔 스플리터 등.
2. 광자 컴퓨터
소위 광자 컴퓨터는 빛을 정보 전송 매체로 사용하는 컴퓨터입니다.광자는 전하가 없는 보존이며, 광선은 서로 영향을 주지 않고 평행하게 통과하거나 교차할 수 있어 타고난 병렬 처리 능력이 뛰어납니다.광자 컴퓨터는 또한 대용량 정보 저장 용량, 강력한 간섭 방지 능력, 환경 조건에 대한 낮은 요구 사항 및 강력한 내결함성 등의 장점을 가지고 있습니다.광컴퓨터의 가장 기본적인 기능 구성 요소는 통합 광 스위치와 통합 광 논리 구성 요소입니다.
3. 광 정보 프로세서, 광섬유 센서, 광섬유 격자 센서, 광섬유 자이로 스코프 등과 같은 기타 응용 분야
게시 시간: 2023년 6월 28일