optics ປະສົມປະສານແມ່ນຫຍັງ?

ແນວຄວາມຄິດຂອງ optics ປະສົມປະສານໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໂດຍ Dr. Miller of Bell Laboratories ໃນປີ 1969. Integrated optics ເປັນວິຊາໃຫມ່ທີ່ສຶກສາແລະພັດທະນາອຸປະກອນ optical ແລະລະບົບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ optical hybrid ໂດຍນໍາໃຊ້ວິທີການປະສົມປະສານບົນພື້ນຖານ optoelectronics ແລະ microelectronics. ພື້ນຖານທາງທິດສະດີຂອງ optics ປະສົມປະສານແມ່ນ optics ແລະ optoelectronics, ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ optics ຄື້ນແລະ optics ຂໍ້ມູນຂ່າວສານ, optics nonlinear, semiconductor optoelectronics, crystal optics, ບາງ optics ຮູບເງົາ, optics ນໍາທິດຄື້ນ, ຮູບແບບຄູ່ແລະທິດສະດີປະຕິສໍາພັນ parametric, ອຸປະກອນ waveguide ຮູບເງົາບາງແລະລະບົບ. ພື້ນຖານເຕັກໂນໂລຊີສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຕັກໂນໂລຊີຮູບເງົາບາງໆແລະເຕັກໂນໂລຊີຈຸລະພາກເອເລັກໂຕຣນິກ. ພາກສະຫນາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ optics ປະສົມປະສານແມ່ນກວ້າງຫຼາຍ, ນອກເຫນືອໄປຈາກການສື່ສານເສັ້ນໄຍ optical, ເຕັກໂນໂລຊີການຮັບຮູ້ເສັ້ນໄຍ optical, ການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ optical, ຄອມພິວເຕີ optical ແລະການເກັບຮັກສາ optical, ຍັງມີຂົງເຂດອື່ນໆເຊັ່ນ: ການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ເຄື່ອງມື optical, ການຄົ້ນຄວ້າ spectral.

ຫນ້າທໍາອິດ, ປະສົມປະສານຄວາມໄດ້ປຽບ optical

1. ການປຽບທຽບກັບລະບົບອຸປະກອນ optical discrete

ອຸປະກອນ optical ແຍກແມ່ນປະເພດຂອງອຸປະກອນ optical ຄົງຢູ່ໃນເວທີຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼືພື້ນຖານ optical ປະກອບເປັນລະບົບ optical. ຂະຫນາດຂອງລະບົບແມ່ນຢູ່ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 1m2, ແລະຄວາມຫນາຂອງ beam ແມ່ນປະມານ 1cm. ນອກເຫນືອໄປຈາກຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງມັນ, ການປະກອບແລະການປັບແມ່ນຍັງມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍ. ລະບົບ optical ປະສົມປະສານມີຂໍ້ດີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

1. ຄື້ນຟອງແສງສະຫວ່າງແຜ່ຂະຫຍາຍໃນ waveguides optical, ແລະຄື້ນຟອງແສງສະຫວ່າງແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະຄວບຄຸມແລະຮັກສາພະລັງງານຂອງເຂົາເຈົ້າ.

2. ການປະສົມປະສານນໍາເອົາຕໍາແຫນ່ງທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, optics ປະສົມປະສານຄາດວ່າຈະເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນຈໍານວນຫນຶ່ງຢູ່ໃນ substrate ດຽວກັນ, ດັ່ງນັ້ນບໍ່ມີບັນຫາການປະກອບທີ່ optics ແຍກມີ, ດັ່ງນັ້ນການປະສົມປະສານສາມາດມີຄວາມຫມັ້ນຄົງ, ດັ່ງນັ້ນມັນຍັງສາມາດປັບຕົວກັບປັດໃຈສິ່ງແວດລ້ອມເຊັ່ນການສັ່ນສະເທືອນແລະອຸນຫະພູມ. .

(3) ຂະຫນາດອຸປະກອນແລະຄວາມຍາວການໂຕ້ຕອບແມ່ນສັ້ນລົງ; ເຄື່ອງເອເລັກໂທຣນິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຍັງເຮັດວຽກຢູ່ໃນແຮງດັນຕ່ໍາ.

4. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ. ແສງສະຫວ່າງທີ່ສົ່ງຜ່ານ waveguide ໄດ້ຖືກຈໍາກັດຢູ່ໃນພື້ນທີ່ທ້ອງຖິ່ນຂະຫນາດນ້ອຍ, ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ optical ສູງ, ເຊິ່ງມັນງ່າຍທີ່ຈະບັນລຸເປົ້າຫມາຍການດໍາເນີນງານອຸປະກອນທີ່ຈໍາເປັນແລະເຮັດວຽກກັບຜົນກະທົບ optical nonlinear.

5. ປະສົມປະສານ optics ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນປະສົມປະສານຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ມີຂະຫນາດຊັງຕີແມັດ, ເຊິ່ງມີຂະຫນາດນ້ອຍແລະມີນ້ໍາຫນັກເບົາ.

2. ການປຽບທຽບກັບວົງຈອນລວມ

ຂໍ້ດີຂອງການປະສົມປະສານ optical ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງດ້ານ, ຫນຶ່ງແມ່ນການທົດແທນລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກປະສົມປະສານ (ວົງຈອນປະສົມປະສານ) ກັບລະບົບ optical ປະສົມປະສານ (ວົງຈອນ optical ປະສົມປະສານ); ອື່ນໆແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບເສັ້ນໄຍ optical ແລະ dielectric ຍົນ optical waveguide ທີ່ນໍາພາຄື້ນແສງສະຫວ່າງແທນທີ່ຈະເປັນສາຍຫຼືສາຍ coaxial ເພື່ອສົ່ງສັນຍານ.

ໃນເສັ້ນທາງ optical ປະສົມປະສານ, ອົງປະກອບ optical ແມ່ນສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນ substrate wafer ແລະເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍ waveguides optical ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນພາຍໃນຫຼືຢູ່ດ້ານຂອງ substrate ໄດ້. ເສັ້ນທາງ optical ປະສົມປະສານ, ເຊິ່ງປະສົມປະສານອົງປະກອບ optical ໃນ substrate ດຽວກັນໃນຮູບແບບຂອງຮູບເງົາບາງໆ, ເປັນວິທີທີ່ສໍາຄັນທີ່ຈະແກ້ໄຂ miniaturization ຂອງລະບົບ optical ຕົ້ນສະບັບແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບໂດຍລວມ. ອຸປະກອນປະສົມປະສານມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍ, ປະສິດທິພາບທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະເຊື່ອຖືໄດ້, ປະສິດທິພາບສູງ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານຕ່ໍາແລະການນໍາໃຊ້ງ່າຍ.

ໂດຍທົ່ວໄປ, ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການທົດແທນວົງຈອນປະສົມປະສານກັບວົງຈອນ optical ປະສົມປະສານປະກອບມີການເພີ່ມແບນວິດ, ການແບ່ງ wavelength multiplexing, multiplex switching, ການສູນເສຍການເຊື່ອມໂລຫະຂະຫນາດນ້ອຍ, ຂະຫນາດນ້ອຍ, ນ້ໍາຫນັກເບົາ, ການໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາ, ເສດຖະກິດການກະກຽມ batch ທີ່ດີ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືສູງ. ເນື່ອງຈາກປະຕິສໍາພັນຕ່າງໆລະຫວ່າງແສງແລະວັດຖຸ, ຫນ້າທີ່ອຸປະກອນໃຫມ່ຍັງສາມາດຖືກຮັບຮູ້ໂດຍການນໍາໃຊ້ຜົນກະທົບທາງກາຍະພາບຕ່າງໆເຊັ່ນຜົນກະທົບ photoelectric, electro-optical effect, acousto-optical effect, magneto-optical effect, thermo-optical effect ແລະອື່ນໆ. ອົງປະກອບຂອງເສັ້ນທາງ optical ປະສົມປະສານ.

2. ການຄົ້ນຄວ້າແລະການນໍາໃຊ້ optics ປະສົມປະສານ

ປະສົມປະສານ optics ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນດ້ານຕ່າງໆເຊັ່ນ: ອຸດສາຫະກໍາ, ການທະຫານແລະເສດຖະກິດ, ແຕ່ມັນຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍໃນລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

1. ການສື່ສານແລະເຄືອຂ່າຍ optical

ອຸປະກອນປະສົມປະສານ optical ເປັນຮາດແວທີ່ສໍາຄັນທີ່ຈະຮັບຮູ້ເຄືອຂ່າຍການສື່ສານທາງ optical ຄວາມໄວສູງແລະຄວາມອາດສາມາດຂະຫນາດໃຫຍ່, ລວມທັງການຕອບສະຫນອງຄວາມໄວສູງປະສົມປະສານແຫຼ່ງ laser, waveguide grating array multiplexer division wavelength ຫນາແຫນ້ນ, ການຕອບສະຫນອງແຄບແບນປະສົມປະສານ photodetector, wavelength converter, ການຕອບສະຫນອງໄວ optical switching matrix, low loss multiple access waveguide beam splitter ແລະອື່ນໆ.

2. ຄອມພິວເຕີ photonic

ຄອມພິວເຕີທີ່ເອີ້ນວ່າ photon ແມ່ນຄອມພິວເຕີທີ່ໃຊ້ແສງເປັນສື່ສົ່ງຂໍ້ມູນ. Photons ແມ່ນ bosons, ທີ່ບໍ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄຟຟ້າ, ແລະ beams ແສງສະຫວ່າງສາມາດຜ່ານຂະຫນານຫຼືຂ້າມໂດຍບໍ່ມີການຜົນກະທົບຕໍ່ກັນແລະກັນ, ເຊິ່ງມີຄວາມສາມາດ innate ຂອງການປະມວນຜົນຂະຫນານທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່. ຄອມພິວເຕີ Photonic ຍັງມີຂໍ້ດີຂອງຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາຂໍ້ມູນຂະຫນາດໃຫຍ່, ຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການແຊກແຊງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມຕ້ອງການຕ່ໍາສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ຄວາມຜິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ອົງປະກອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດພື້ນຖານທີ່ສຸດຂອງຄອມພິວເຕີ photonic ແມ່ນສະຫຼັບ optical ປະສົມປະສານແລະອົງປະກອບຕາມເຫດຜົນ optical ປະສົມປະສານ.

3. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ໂຮງງານຜະລິດຂໍ້ມູນຂ່າວສານ optical, ເຊັນເຊີໃຍແກ້ວນໍາແສງ, ເຊັນເຊີ grating ເສັ້ນໄຍ, gyroscope ໃຍແກ້ວນໍາແສງ, ແລະອື່ນໆ.