İnteqrasiya olunmuş optika konsepsiyası 1969-cu ildə Bell Laboratories-dən Dr. Miller tərəfindən irəli sürülmüşdür. İnteqrasiya olunmuş optika, optoelektronika və mikroelektronika əsasında inteqrasiya olunmuş metodlardan istifadə edərək optik cihazları və hibrid optik elektron cihaz sistemlərini öyrənən və inkişaf etdirən yeni bir fənndir. İnteqrasiya olunmuş optikanın nəzəri əsasını dalğa optikası və informasiya optikası, qeyri-xətti optika, yarımkeçirici optoelektronika, kristal optika, nazik təbəqə optikası, idarə olunan dalğa optikası, qoşulmuş rejim və parametrik qarşılıqlı təsir nəzəriyyəsi, nazik təbəqə optik dalğaötürücü cihazları və sistemləri əhatə edən optika və optoelektronika təşkil edir. Texnoloji əsas əsasən nazik təbəqə texnologiyası və mikroelektronika texnologiyasıdır. İnteqrasiya olunmuş optikanın tətbiq sahəsi çox genişdir, optik lif rabitəsi, optik lif sensor texnologiyası, optik informasiya emalı, optik kompüter və optik saxlama ilə yanaşı, materialşünaslıq tədqiqatları, optik alətlər, spektral tədqiqatlar kimi digər sahələr də mövcuddur.
Birincisi, inteqrasiya olunmuş optik üstünlüklər
1. Diskret optik cihaz sistemləri ilə müqayisə
Diskret optik cihaz, optik sistem yaratmaq üçün böyük bir platforma və ya optik bazaya bərkidilmiş bir optik cihaz növüdür. Sistemin ölçüsü təxminən 1 m2, şüanın qalınlığı isə təxminən 1 sm-dir. Böyük ölçüsünə əlavə olaraq, yığılması və tənzimlənməsi də daha çətindir. İnteqrasiya olunmuş optik sistemin aşağıdakı üstünlükləri var:
1. İşıq dalğaları optik dalğaötürücülərdə yayılır və işıq dalğalarının enerjisini idarə etmək və saxlamaq asandır.
2. İnteqrasiya sabit mövqeləndirmə gətirir. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, inteqrasiya olunmuş optika eyni substrat üzərində bir neçə cihaz istehsal etməyi planlaşdırır, buna görə də diskret optikalarda olduğu kimi montaj problemi yoxdur, beləliklə kombinasiya sabit ola bilər və vibrasiya və temperatur kimi ətraf mühit amillərinə daha uyğunlaşa bilər.
(3) Cihazın ölçüsü və qarşılıqlı təsir uzunluğu qısaldılır; Əlaqəli elektronika da daha aşağı gərginliklərdə işləyir.
4. Yüksək güc sıxlığı. Dalğa ötürücüsü boyunca ötürülən işıq kiçik bir lokal məkanla məhdudlaşır və nəticədə yüksək optik güc sıxlığı yaranır ki, bu da cihazın lazımi işləmə hədlərinə asanlıqla çatmaq və qeyri-xətti optik effektlərlə işləmək imkanı verir.
5. İnteqrasiya olunmuş optika ümumiyyətlə kiçik ölçülü və yüngül çəkiyə malik santimetr miqyaslı substrat üzərində birləşdirilir.
2. İnteqral sxemlərlə müqayisə
Optik inteqrasiyanın üstünlüklərini iki aspektə bölmək olar: biri inteqrasiya olunmuş elektron sistemi (inteqrasiya olunmuş dövrə) inteqrasiya olunmuş optik sistem (inteqrasiya olunmuş optik dövrə) ilə əvəz etməkdir; digəri isə siqnalı ötürmək üçün tel və ya koaksial kabel əvəzinə işıq dalğasını istiqamətləndirən optik lif və dielektrik müstəvi optik dalğa bələdçisi ilə əlaqədardır.
İnteqrasiya olunmuş optik yolda optik elementlər lövhə substratında formalaşır və substratın içərisində və ya səthində formalaşmış optik dalğa bələdçiləri ilə birləşdirilir. Optik elementləri eyni substrat üzərində nazik təbəqə şəklində birləşdirən inteqrasiya olunmuş optik yol, orijinal optik sistemin miniatürləşdirilməsi problemini həll etmək və ümumi performansı yaxşılaşdırmaq üçün vacib bir yoldur. İnteqrasiya olunmuş cihaz kiçik ölçü, sabit və etibarlı performans, yüksək səmərəlilik, aşağı enerji istehlakı və asan istifadə üstünlüklərinə malikdir.
Ümumiyyətlə, inteqral sxemlərin inteqral optik sxemlərlə əvəz edilməsinin üstünlüklərinə artan bant genişliyi, dalğa uzunluğu bölmə multipleksləşməsi, multipleks kommutasiyası, kiçik birləşmə itkisi, kiçik ölçü, yüngül çəki, aşağı enerji istehlakı, yaxşı partiya hazırlama iqtisadiyyatı və yüksək etibarlılıq daxildir. İşıq və maddə arasındakı müxtəlif qarşılıqlı təsirlərə görə, yeni cihaz funksiyaları inteqrasiya olunmuş optik yolun tərkibində fotoelektrik effekt, elektro-optik effekt, akusto-optik effekt, maqnito-optik effekt, termo-optik effekt və s. kimi müxtəlif fiziki effektlərdən istifadə etməklə də həyata keçirilə bilər.
2. İnteqrasiya olunmuş optikanın tədqiqi və tətbiqi
İnteqrasiya olunmuş optika sənaye, hərbi və iqtisadiyyat kimi müxtəlif sahələrdə geniş istifadə olunur, lakin əsasən aşağıdakı aspektlərdə istifadə olunur:
1. Rabitə və optik şəbəkələr
Optik inteqrasiya olunmuş qurğular, yüksək sürətli və böyük tutumlu optik rabitə şəbəkələrini həyata keçirmək üçün əsas aparatdır, o cümlədən yüksək sürətli cavab inteqrasiya olunmuş lazer mənbəyi, dalğaötürən barmaqlıq massivi sıx dalğa uzunluğu bölmə multipleksoru, dar zolaqlı cavab inteqrasiya olunmuş fotodetektoru, marşrutlaşdırma dalğa uzunluğu çeviricisi, sürətli cavab optik kommutasiya matrisi, aşağı itkili çoxsaylı girişli dalğaötürən şüa bölücü və s.
2. Fotonik kompüter
Foton kompüteri adlanan kompüter, işığı informasiyanın ötürmə vasitəsi kimi istifadə edən bir kompüterdir. Fotonlar elektrik yükü olmayan bozonlardır və işıq şüaları bir-birinə təsir etmədən paralel və ya çarpaz keçə bilər ki, bu da böyük paralel emal qabiliyyətinə malikdir. Fotonik kompüter həmçinin böyük məlumat saxlama tutumu, güclü müdaxilə əleyhinə qabiliyyət, ətraf mühit şəraitinə aşağı tələblər və güclü nasazlığa dözümlülük kimi üstünlüklərə malikdir. Fotonik kompüterlərin ən əsas funksional komponentləri inteqrasiya olunmuş optik açarlar və inteqrasiya olunmuş optik məntiq komponentləridir.
3. Optik informasiya prosessoru, fiber optik sensor, fiber barmaqlıq sensoru, fiber optik giroskop və s. kimi digər tətbiqlər.
Yazı vaxtı: 28 iyun 2023