რა არის ინტეგრირებული ოპტიკა?

ინტეგრირებული ოპტიკის კონცეფცია წამოაყენა დოქტორ მილერმა ბელ ლაბორატორიების მიერ 1969 წელს. ინტეგრირებული ოპტიკა არის ახალი საგანი, რომელიც შეისწავლის და შეიმუშავებს ოპტიკურ მოწყობილობებს და ჰიბრიდულ ოპტიკურ ელექტრონულ მოწყობილობებს, ინტეგრირებული მეთოდების გამოყენებით ოპტოელექტრონიკისა და მიკროელექტრონიკის საფუძველზე. ინტეგრირებული ოპტიკის თეორიული საფუძველია ოპტიკა და ოპტოელექტრონიკა, რომელიც მოიცავს ტალღის ოპტიკასა და ინფორმაციის ოპტიკას, არაწრფივი ოპტიკას, ნახევარგამტარული ოპტოელექტრონიკას, ბროლის ოპტიკას, თხელი ფილმის ოპტიკას, სახელმძღვანელო ტალღის ოპტიკას, დაწყვილებულ რეჟიმს და პარამეტრული ინტერაქციის თეორიას, თხელი ფილმის ოპტიკურ ტალღურ მოწყობილობებს და სისტემებს. ტექნოლოგიური საფუძველი ძირითადად თხელი ფილმის ტექნოლოგია და მიკროელექტრონიკის ტექნოლოგიაა. ინტეგრირებული ოპტიკის განაცხადის ველი ძალიან ფართოა, გარდა ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციისა, ოპტიკური ბოჭკოვანი შეგრძნების ტექნოლოგია, ოპტიკური ინფორმაციის დამუშავება, ოპტიკური კომპიუტერი და ოპტიკური შენახვა, არსებობს სხვა სფეროები, როგორიცაა მატერიალური მეცნიერების კვლევა, ოპტიკური ინსტრუმენტები, სპექტრული კვლევა.

პირველი, ინტეგრირებული ოპტიკური უპირატესობები

1. შედარება დისკრეტული ოპტიკური მოწყობილობის სისტემებთან

დისკრეტული ოპტიკური მოწყობილობა არის ოპტიკური მოწყობილობის ტიპი, რომელიც ფიქსირდება დიდ პლატფორმაზე ან ოპტიკურ ბაზაზე, რათა შექმნას ოპტიკური სისტემა. სისტემის ზომა არის 1 მ 2 -ის რიგით, ხოლო სხივის სისქე დაახლოებით 1 სმ. მისი დიდი ზომის გარდა, შეკრება და კორექტირება ასევე უფრო რთულია. ინტეგრირებულ ოპტიკურ სისტემას აქვს შემდეგი უპირატესობები:

1. მსუბუქი ტალღები პროპაგანდა ხდება ოპტიკურ ტალღებში, ხოლო მსუბუქი ტალღები ადვილია მათი ენერგიის კონტროლი და შენარჩუნება.

2. ინტეგრაცია მოაქვს სტაბილურ პოზიციონირებას. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ინტეგრირებული ოპტიკა ელოდება იმავე სუბსტრატზე რამდენიმე მოწყობილობის დამზადებას, ასე რომ, არ არსებობს შეკრების პრობლემები, რომლებიც დისკრეტულ ოპტიკას აქვს, ასე რომ, კომბინაცია შეიძლება იყოს სტაბილური, ასე რომ, ის ასევე უფრო ადაპტირებულია გარემო ფაქტორებისთვის, როგორიცაა ვიბრაცია და ტემპერატურა.

(3) მოწყობილობის ზომა და ურთიერთქმედების სიგრძე მცირდება; ასოცირებული ელექტრონიკა ასევე მოქმედებს ქვედა ძაბვებზე.

4. მაღალი ენერგიის სიმკვრივე. ტალღის გასწვრივ გადაცემული შუქი შემოიფარგლება მცირე ადგილობრივ სივრცეში, რის შედეგადაც ხდება მაღალი ოპტიკური სიმკვრივის სიმკვრივე, რომლის მიღწევა მარტივია საჭირო მოწყობილობის ოპერაციულ ბარიერებამდე და იმუშაოს არაწრფივი ოპტიკური ეფექტებით.

5. ინტეგრირებული ოპტიკა ზოგადად ინტეგრირებულია სანტიმეტრის მასშტაბის სუბსტრატზე, რომელიც მცირე ზომითა და წონით არის მსუბუქი.

2. შედარება ინტეგრირებულ სქემებთან

ოპტიკური ინტეგრაციის უპირატესობები შეიძლება დაიყოს ორ ასპექტად, ერთი არის ინტეგრირებული ელექტრონული სისტემის (ინტეგრირებული წრე) ჩანაცვლება ინტეგრირებული ოპტიკური სისტემით (ინტეგრირებული ოპტიკური წრე); სხვა უკავშირდება ოპტიკურ ბოჭკოს და დიელექტრიკული თვითმფრინავის ოპტიკურ ტალღურობას, რომელიც ხელმძღვანელობს სინათლის ტალღას მავთულის ან კოაქსიალური კაბელის ნაცვლად, სიგნალის გადასაცემად.

ინტეგრირებულ ოპტიკურ გზაზე, ოპტიკური ელემენტები იქმნება ვაფლის სუბსტრატზე და უკავშირდება სუბსტრატის შიგნით ან ზედაპირზე წარმოქმნილ ოპტიკურ ტალღურებს. ინტეგრირებული ოპტიკური გზა, რომელიც აერთიანებს ოპტიკურ ელემენტებს იმავე სუბსტრატზე თხელი ფილმის სახით, მნიშვნელოვანი გზაა ორიგინალური ოპტიკური სისტემის მინიატურულიზაციის გადასაჭრელად და საერთო შესრულების გაუმჯობესების მიზნით. ინტეგრირებულ მოწყობილობას აქვს მცირე ზომის, სტაბილური და საიმედო შესრულების, მაღალი ეფექტურობის, დაბალი ენერგიის მოხმარების და მარტივი გამოყენების უპირატესობა.

ზოგადად, ინტეგრირებული ოპტიკური სქემებით ინტეგრირებული სქემების ჩანაცვლების უპირატესობებში შედის სიჩქარის გაზრდა, ტალღის სიგრძის გაყოფის მულტიპლექსირება, მულტიპლექსის გადართვა, მცირე დაწყვილების დაკარგვა, მცირე ზომა, მსუბუქი წონა, დაბალი ენერგიის მოხმარება, კარგი სურათების მომზადების ეკონომიკა და მაღალი საიმედოობა. სინათლესა და მატერიას შორის სხვადასხვა ურთიერთქმედების გამო, მოწყობილობის ახალი ფუნქციები ასევე შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა ფიზიკური ეფექტების გამოყენებით, როგორიცაა ფოტოელექტრული ეფექტი, ელექტრო ოპტიკური მოქმედება, აკუსტო ოპტიკური ეფექტი, მაგნიტო-ოპტიკური ეფექტი, თერმო ოპტიკური ეფექტი და ა.შ. ინტეგრირებული ოპტიკური გზის შემადგენლობაში.

2. ინტეგრირებული ოპტიკის კვლევა და გამოყენება

ინტეგრირებული ოპტიკა ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში, როგორიცაა ინდუსტრია, სამხედრო და ეკონომიკა, მაგრამ იგი ძირითადად გამოიყენება შემდეგ ასპექტებში:

1. საკომუნიკაციო და ოპტიკური ქსელები

ოპტიკური ინტეგრირებული მოწყობილობები არის მთავარი აპარატურა, რომ გააცნობიეროს მაღალი სიჩქარე და დიდი სიმძლავრის ოპტიკური საკომუნიკაციო ქსელები, მათ შორის მაღალსიჩქარიანი რეაგირების ინტეგრირებული ლაზერული წყარო, ტალღოვანი მასივი მასივის მკვრივი ტალღის სიგრძის გაყოფა მულტიპლექსერი, ვიწრო ზოლების რეაგირება ინტეგრირებული ფოტომეტრული, მარშრუტიზაციის ტალღის სიგრძის კონვერტორი, სწრაფი რეაგირების ოპტიკური გადართვის მატრიქსი, დაბალი წვდომის სხივი Splitter და ასე.

2. ფოტონური კომპიუტერი

ეგრეთ წოდებული ფოტონის კომპიუტერი არის კომპიუტერი, რომელიც იყენებს შუქს, როგორც ინფორმაციის გადამცემ საშუალებებს. ფოტონები არის ბოსონები, რომელთაც არ აქვთ ელექტროენერგია, ხოლო მსუბუქი სხივები შეიძლება გაიარონ პარალელურად ან ჯვარედინი ერთმანეთზე გავლენის გარეშე, რომელსაც აქვს დიდი პარალელური დამუშავების თანდაყოლილი შესაძლებლობა. ფოტონურ კომპიუტერს ასევე აქვს დიდი ინფორმაციის შენახვის მოცულობის უპირატესობები, ძლიერი ჩარევის უნარი, გარემო პირობების დაბალი მოთხოვნები და ხარვეზების ძლიერი ტოლერანტობა. ფოტონური კომპიუტერების ყველაზე ძირითადი ფუნქციური კომპონენტებია ინტეგრირებული ოპტიკური კონცენტრატორები და ინტეგრირებული ოპტიკური ლოგიკური კომპონენტები.

3. სხვა პროგრამები, როგორიცაა ოპტიკური ინფორმაციის პროცესორი, ბოჭკოვანი სენსორი, ბოჭკოვანი გრეხვის სენსორი, ბოჭკოვანი გიროსკოპი და ა.შ.