Интегральләштерелгән оптика концепциясен 1969 елда Bell Laboratories компаниясеннән доктор Миллер тәкъдим иткән. Интегральләштерелгән оптика - оптоэлектроника һәм микроэлектроника нигезендә интегральләштерелгән ысуллар кулланып оптик җайланмаларны һәм гибрид оптик электрон җайланма системаларын өйрәнүче һәм үстерүче яңа фән. Интегральләштерелгән оптиканың теоретик нигезе - оптика һәм оптоэлектроника, ул дулкын оптикасы һәм мәгълүмат оптикасы, сызыклы булмаган оптика, ярымүткәргеч оптоэлектроника, кристалл оптика, юка пленка оптикасы, юнәлешле дулкын оптикасы, тоташтырылган режим һәм параметрик үзара бәйләнеш теориясе, юка пленка оптик дулкынүткәргеч җайланмалары һәм системаларын үз эченә ала. Технологик нигез, нигездә, юка пленка технологиясе һәм микроэлектроника технологиясе. Интегральләштерелгән оптиканың куллану өлкәсе бик киң, оптик җепсел элемтәсеннән, оптик җепсел сизү технологиясеннән, оптик мәгълүмат эшкәртүдән, оптик компьютер һәм оптик саклаудан тыш, материаллар фәне тикшеренүләре, оптик кораллар, спектраль тикшеренүләр кебек башка өлкәләр дә бар.
Беренчедән, интеграцияләнгән оптик өстенлекләр
1. Дискрет оптик җайланма системалары белән чагыштыру
Дискрет оптик җайланма - зур платформага яки оптик нигезгә беркетелгән оптик җайланма төре, ул оптик система формалаштыра. Системаның зурлыгы якынча 1 м2, ә нурның калынлыгы якынча 1 см. Зур зурлыгыннан тыш, аны җыю һәм көйләү дә катлаулырак. Интегральләштерелгән оптик системаның түбәндәге өстенлекләре бар:
1. Яктылык дулкыннары оптик дулкын үткәргечләрдә тарала, һәм яктылык дулкыннарының энергиясен контрольдә тоту һәм саклап тору җиңел.
2. Интеграция тотрыклы позицияләүгә китерә. Югарыда әйтелгәнчә, интеграль оптика бер үк субстратта берничә җайланма ясарга өметләнә, шуңа күрә дискрет оптика кебек җыю проблемалары юк, шуңа күрә комбинация тотрыклы була ала, шуңа күрә ул шулай ук тибрәнү һәм температура кебек әйләнә-тирә мохит факторларына җайлаша ала.
(3) Җайланма зурлыгы һәм үзара бәйләнеш озынлыгы кыскартыла; Бәйле электроника шулай ук түбәнрәк көчәнешләрдә эшли.
4. Югары куәт тыгызлыгы. Дулкын үткәргече буенча тапшырыла торган яктылык кечкенә җирле киңлектә чикләнгән, нәтиҗәдә югары оптик куәт тыгызлыгы барлыкка килә, ул җайланманың кирәкле эш бусагаларына җиңел ирешә һәм сызыклы булмаган оптик эффектлар белән эшли.
5. Интегральләштерелгән оптика, гадәттә, кечкенә зурлыктагы һәм җиңел авырлыктагы сантиметр масштаблы субстратка интеграцияләнә.
2. Интеграль микросхемалар белән чагыштыру
Оптик интеграциянең өстенлекләрен ике аспектка бүлеп була: берсе - интеграцияләнгән электрон системаны (интеграль схема) интеграцияләнгән оптик система (интеграль оптик схема) белән алыштыру; икенчесе - сигналны тапшыру өчен чыбык яки коаксиаль кабель урынына яктылык дулкынын җитәкләүче оптик җепсел һәм диэлектрик яссылык оптик дулкын үткәргече белән бәйле.
Интегральләштерелгән оптик юлда оптик элементлар пластина субстратында формалаша һәм субстрат эчендә яки өслегендә формалаштырылган оптик дулкын үткәргечләр белән тоташтырыла. Оптик элементларны шул ук субстратта юка пленка рәвешендә интеграцияләүче интегральләштерелгән оптик юл оригиналь оптик системаның миниатюризациясен чишү һәм гомуми эшчәнлекне яхшырту өчен мөһим ысул булып тора. Интегральләштерелгән җайланма кечкенә үлчәм, тотрыклы һәм ышанычлы эшчәнлек, югары нәтиҗәлелек, аз энергия куллану һәм җиңел куллану өстенлекләренә ия.
Гомумән алганда, интеграль микросхемаларны интеграль оптик микросхемалар белән алыштыруның өстенлекләре арасында зуррак полоса үткәрүчәнлек, дулкын озынлыгын бүлү мультиплекславы, мультиплексны алыштыру, кечкенә тоташтыру югалтулары, кечкенә үлчәм, җиңел авырлык, аз энергия куллану, яхшы партия әзерләү экономиясе һәм югары ышанычлылык бар. Яктылык һәм матдә арасындагы төрле үзара бәйләнешләр аркасында, яңа җайланма функцияләрен интеграль оптик юл составында фотоэлектрик эффект, электро-оптик эффект, акусто-оптик эффект, магнито-оптик эффект, термо-оптик эффект һ.б. кебек төрле физик эффектлар кулланып та гамәлгә ашырырга мөмкин.
2. Интегральләштерелгән оптиканы тикшерү һәм куллану
Интегральләштерелгән оптика сәнәгать, хәрби һәм икътисад кебек төрле өлкәләрдә киң кулланыла, ләкин ул, нигездә, түбәндәге аспектларда кулланыла:
1. Элемтә һәм оптик челтәрләр
Оптик интеграцияләнгән җайланмалар югары тизлекле һәм зур сыйдырышлы оптик элемтә челтәрләрен гамәлгә ашыру өчен төп җиһазлар булып тора, шул исәптән югары тизлекле җавап бирү интеграцияләнгән лазер чыганагы, дулкынүткәргеч рәшәткә массивы тыгыз дулкын озынлыгы бүлү мультиплексоры, тар полосалы җавап бирү интеграцияләнгән фотодетекторы, маршрутлаштыру дулкын озынлыгы конвертеры, тиз җавап бирү оптик коммутация матрицасы, аз югалтулы күп керүле дулкынүткәргеч нур бүлгече һ.б.
2. Фотоник компьютер
Фотонлы компьютер дип аталган компьютер - мәгълүматны тапшыру чарасы буларак яктылыкны кулланучы компьютер. Фотоннар - бозоннар, аларның электр заряды юк, һәм яктылык нурлары бер-берсенә тәэсир итмичә параллель яки кисешкән рәвештә уза ала, бу исә зур параллель эшкәртү сәләтенә ия. Фотонлы компьютер шулай ук зур мәгълүмат саклау сыйдырышлыгы, көчле комачаулауга каршы сәләт, әйләнә-тирә мохит шартларына түбән таләпләр һәм көчле җитешсезлекләргә чыдамлык кебек өстенлекләргә ия. Фотонлы компьютерларның иң төп функциональ компонентлары - интеграцияләнгән оптик ачкычлар һәм интеграцияләнгән оптик логика компонентлары.
3. Башка кушымталар, мәсәлән, оптик мәгълүмат эшкәртүче, оптик җепсел сенсор, җепсел рәшәткә сенсоры, оптик җепсел гироскоп һ.б.
Бастырылган вакыты: 2023 елның 28 июне