U cuncettu di l'ottica integrata hè statu prupostu da u duttore Miller di i Bell Laboratories in u 1969. L'ottica integrata hè una nova materia chì studia è sviluppa dispositivi ottici è sistemi di dispositivi elettronichi ottici ibridi utilizendu metudi integrati basati nantu à l'optoelettronica è a microelettronica. A basa teorica di l'ottica integrata hè l'ottica è l'optoelettronica, chì implicanu l'ottica d'onda è l'ottica d'infurmazione, l'ottica non lineare, l'optoelettronica di semiconduttori, l'ottica di cristalli, l'ottica à film sottile, l'ottica à onda guidata, a teoria di l'interazione parametrica è di u modu accoppiatu, i dispositivi è i sistemi di guida d'onda ottica à film sottile. A basa tecnologica hè principalmente a tecnulugia di i film sottili è a tecnulugia di a microelettronica. U campu d'applicazione di l'ottica integrata hè assai largu, in più di a cumunicazione in fibra ottica, a tecnulugia di rilevamentu in fibra ottica, l'elaborazione di l'infurmazioni ottiche, l'informatica ottica è l'almacenamiento otticu, ci sò altri campi, cum'è a ricerca in scienza di i materiali, i strumenti ottici, a ricerca spettrale.
Prima, vantaghji ottici integrati
1. Paragone cù i sistemi di dispositivi ottici discreti
Un dispusitivu otticu discretu hè un tipu di dispusitivu otticu fissatu nantu à una grande piattaforma o una basa ottica per furmà un sistema otticu. A dimensione di u sistema hè di l'ordine di 1m2, è u spessore di u fasciu hè di circa 1cm. In più di a so grande dimensione, l'assemblea è l'aghjustamentu sò ancu più difficiuli. U sistema otticu integratu hà i seguenti vantaghji:
1. L'onde luminose si propaganu in guide d'onda ottiche, è l'onde luminose sò faciuli da cuntrullà è mantene a so energia.
2. L'integrazione porta un pusizionamentu stabile. Cum'è mintuvatu sopra, l'ottica integrata prevede di fà parechji dispusitivi nantu à u listessu substratu, dunque ùn ci sò micca prublemi di assemblaggio chì l'ottica discreta hà, affinchì a cumbinazione possi esse stabile, affinchì sia ancu più adattabile à fattori ambientali cum'è vibrazioni è temperatura.
(3) A dimensione di u dispusitivu è a lunghezza d'interazzione sò accorciate; L'elettronica assuciata funziona ancu à tensioni più basse.
4. Alta densità di putenza. A luce trasmessa longu a guida d'onda hè cunfinata in un picculu spaziu lucale, risultendu in una alta densità di putenza ottica, chì hè faciule per ghjunghje à e soglie di funziunamentu necessarie di u dispusitivu è travaglià cù effetti ottici non lineari.
5. L'ottica integrata hè generalmente integrata nantu à un substratu di scala centimetrica, chì hè di dimensioni chjuche è ligeru.
2. Paragone cù i circuiti integrati
I vantaghji di l'integrazione ottica ponu esse divisi in dui aspetti, unu hè di rimpiazzà u sistema elettronicu integratu (circuit integratu) cù u sistema otticu integratu (circuit otticu integratu); L'altru hè ligatu à a fibra ottica è a guida d'onda ottica di u pianu dielettricu chì guidanu l'onda luminosa invece di u filu o di u cavu coassiale per trasmette u signale.
In un percorsu otticu integratu, l'elementi ottici sò furmati nantu à un substratu di wafer è cunnessi da guide d'onda ottiche furmate in l'internu o nantu à a superficia di u substratu. U percorsu otticu integratu, chì integra elementi ottici nantu à u listessu substratu in forma di film sottile, hè un modu impurtante per risolve a miniaturizazione di u sistema otticu originale è migliurà e prestazioni generali. U dispusitivu integratu hà i vantaghji di dimensioni ridotte, prestazioni stabili è affidabili, alta efficienza, bassu cunsumu energeticu è facilità d'usu.
In generale, i vantaghji di rimpiazzà i circuiti integrati cù circuiti ottici integrati includenu una maggiore larghezza di banda, multiplexazione per divisione di lunghezza d'onda, commutazione multiplex, piccula perdita di accoppiamentu, dimensioni ridotte, pesu ligeru, bassu cunsumu energeticu, bona ecunumia di preparazione di lotti è alta affidabilità. A causa di e varie interazioni trà a luce è a materia, e nuove funzioni di u dispositivu ponu ancu esse realizate aduprendu vari effetti fisichi cum'è l'effettu fotoelettricu, l'effettu elettro-otticu, l'effettu acusto-otticu, l'effettu magneto-otticu, l'effettu termo-otticu è cusì via in a cumpusizione di u percorsu otticu integratu.
2. Ricerca è applicazione di l'ottica integrata
L'ottica integrata hè largamente aduprata in diversi campi cum'è l'industria, l'armata è l'ecunumia, ma hè principalmente aduprata in i seguenti aspetti:
1. Reti di cumunicazione è ottiche
I dispositivi integrati ottici sò l'hardware chjave per realizà reti di cumunicazione ottica à alta velocità è grande capacità, cumprese a fonte laser integrata à risposta à alta velocità, u multiplexer di divisione di lunghezza d'onda densa à matrice di reticolo di guide d'onda, u fotodetector integratu à risposta à banda stretta, u convertitore di lunghezza d'onda di routing, a matrice di commutazione ottica à risposta rapida, u divisore di fasciu di guide d'onda à accessu multiplu à bassa perdita è cusì via.
2. Ordinatore fotonicu
L'urdinatore fotonicu, chjamatu cusì, hè un urdinatore chì usa a luce cum'è mezu di trasmissione di l'infurmazioni. I fotoni sò bosoni, chì ùn anu micca carica elettrica, è i fasci di luce ponu passà paralleli o incruciassi senza affettà si l'uni à l'altri, ciò chì hà a capacità innata di un grande processu parallelu. L'urdinatore fotonicu hà ancu i vantaghji di una grande capacità di almacenamentu di l'infurmazioni, una forte capacità anti-interferenza, bassi requisiti per e cundizioni ambientali è una forte tolleranza à i guasti. I cumpunenti funziunali più basi di l'urdinatori fotonici sò interruttori ottici integrati è cumpunenti logichi ottici integrati.
3. Altre applicazioni, cum'è u processore d'infurmazioni ottiche, u sensore di fibra ottica, u sensore di reticolo di fibra, u giroscopiu di fibra ottica, ecc.
Data di publicazione: 28 di ghjugnu di u 2023