Integrasiýa edilen optika konsepsiýasy 1969-njy ýylda Bell Laboratories-den doktor Miller tarapyndan öňe sürüldi. Integrasiýa edilen optika optoelektronika we mikroelektronika esasynda integrasiýa edilen usullary ulanyp, optik enjamlary we gibrid optiki elektron enjam ulgamlaryny öwrenýän we işläp düzýän täze bir ugurdyr. Integrasiýa edilen optikanyň nazaryýet esasy optika we optoelektronika bolup, tolkun optikasyny we maglumat optikasyny, çyzykly däl optikany, ýarymgeçiriji optoelektronikasyny, kristal optikany, inçe plýonka optikasyny, gönükdirilýän tolkun optikasyny, birikdirilen re mode we parametrik özara täsir teoriýasyny, inçe plýonka optiki tolkun geçiriji enjamlaryny we ulgamlaryny öz içine alýar. Tehnologik esas esasan inçe plýonka tehnologiýasy we mikroelektronika tehnologiýasydyr. Integrasiýa edilen optikanyň ulanylyş meýdany örän giň, optiki süýümli aragatnaşykdan, optiki süýüm duýujy tehnologiýadan, optiki maglumaty gaýtadan işlemekden, optiki kompýuterden we optiki saklamadan başga-da, material ylmy barlaglary, optiki gurallar, spektral barlaglar ýaly beýleki ugurlar hem bar.
Birinjiden, integrasiýa edilen optiki artykmaçlyklar
1. Diskret optiki enjam ulgamlary bilen deňeşdirmek
Diskret optiki enjam, optiki ulgamy döretmek üçin uly platformada ýa-da optiki esasda berkidilen optiki enjamyň bir görnüşidir. Ulgamyň ölçegi takmynan 1 m2, şöhlesiniň galyňlygy bolsa takmynan 1 sm. Uly ölçeginden başga-da, ony ýygnamak we sazlamak hem has kyn. Integrasiýa edilen optiki ulgamyň aşakdaky artykmaçlyklary bar:
1. Yşyk tolkunlary optiki tolkun geçirijilerinde ýaýraýar we ýagtylyk tolkunlaryny dolandyrmak we energiýasyny saklamak aňsat.
2. Integrasiýa durnukly ýerleşişi getirýär. Ýokarda agzalyp geçilişi ýaly, integrasiýa edilen optika bir substratda birnäçe enjamy öndürmegi göz öňünde tutýar, şonuň üçin aýratyn optikadaky ýaly ýygnamakda hiç hili kynçylyk ýok, şonuň üçin kombinasiýa durnukly bolup biler, şonuň üçin ol titreme we temperatura ýaly daşky gurşaw faktorlaryna has uýgunlaşýar.
(3) Enjamyň ölçegi we özara täsirleşme uzynlygy gysgaldylýar; Degişli elektronika hem pes naprýaženiýelerde işleýär.
4. Ýokary kuwwatlylyk dykyzlygy. Tolkun geçirijisi boýunça geçirilýän ýagtylyk kiçi ýerli giňişlikde çäklendirilýär, bu bolsa ýokary optiki kuwwatlylyk dykyzlygyny döredýär, bu bolsa enjamyň zerur iş çäklerine aňsatlyk bilen ýetip, çyzykly däl optiki täsirler bilen işleýär.
5. Integrirlenen optika, adatça, kiçi ölçegli we ýeňil agramly santimetr ölçegli substratda birleşdirilendir.
2. Integral mikrosxemalar bilen deňeşdirmek
Optiki integrasiýanyň artykmaçlyklaryny iki tarapa bölmek bolýar, biri integrasiýa edilen elektron ulgamy (integrasiýa edilen shema) integrasiýa edilen optik ulgam (integrasiýa edilen optik shema) bilen çalşyrmak; beýlekisi bolsa, signaly geçirmek üçin sim ýa-da koaksial kabeliň ýerine ýagtylyk tolkunyny gönükdirýän optiki süýüm we dielektrik tekizlik optiki tolkun geçirijisi bilen baglanyşyklydyr.
Integrasiýa edilen optiki ýolda optiki elementler wafer substratynda emele gelýär we substratyň içinde ýa-da ýüzünde emele gelen optiki tolkun geçirijileri arkaly birleşýär. Optiki elementleri şol bir substratda inçe plýonka görnüşinde birleşdirýän integrasiýa edilen optiki ýol asyl optiki ulgamyň kiçileşdirilmegi meselesini çözmegiň we umumy işini gowulandyrmagyň möhüm usulydyr. Integrasiýa edilen enjam kiçi ölçegli, durnukly we ygtybarly iş, ýokary netijelilik, az energiýa sarp edilişi we ulanmak aňsatlygy ýaly artykmaçlyklara eýedir.
Umuman, integral mikroshemalary integral optiki mikroshemalar bilen çalşyrmagyň artykmaçlyklary geçirijilik zolagynyň artmagyny, tolkun uzynlygyny bölmek multipleksleşdirmegini, multipleks geçişini, kiçi birikdiriş ýitgisini, kiçi ölçegli, ýeňil agramly, az energiýa sarp edilişini, gowy partiýa taýýarlamak tygşytlylygyny we ýokary ygtybarlylygy öz içine alýar. Yşyk bilen maddanyň arasyndaky dürli özara täsirler sebäpli, täze enjam funksiýalaryny integral optiki ýoluň düzüminde fotoelektrik effekt, elektro-optik effekt, akusto-optik effekt, magnito-optik effekt, termo-optik effekt we ş.m. ýaly dürli fiziki effektleri ulanmak arkaly hem amala aşyrmak mümkin.
2. Integrasiýalaşdyrylan optikanyň ylmy-barlag işleri we ulanylyşy
Integrasiýalaşdyrylan optika senagat, harby we ykdysadyýet ýaly dürli ugurlarda giňden ulanylýar, ýöne ol esasan aşakdaky ugurlarda ulanylýar:
1. Aragatnaşyk we optiki torlar
Optiki integrasiýa edilen enjamlar ýokary tizlikli we uly kuwwatly optiki aragatnaşyk ulgamlaryny amala aşyrmak üçin esasy enjamlar bolup durýar, şol sanda ýokary tizlikli jogap beriji integrasiýa edilen lazer çeşmesi, tolkun geçiriji tor massiwi dykyz tolkun uzynlygyny bölýän multipleksor, dar zolakly jogap beriji integrasiýa edilen fotodetektor, marşrutlaşdyryjy tolkun uzynlygyny öwüriji, çalt jogap beriji optiki kommutasiýa matrisasy, pes ýitgili köp girişli tolkun geçiriji şöhle bölüji we ş.m.
2. Fotonik kompýuter
Foton kompýuteri diýilýän kompýuter, maglumatyň geçirijilik serişdesi hökmünde ýagtylygy ulanýan kompýuterdir. Fotonlar elektrik zarýady bolmadyk bozonlardyr we ýagtylyk şöhleleri biri-birine täsir etmezden parallel ýa-da kesişip geçip bilýär, bu bolsa ajaýyp parallel işlemegiň tebigy ukybyna eýedir. Foton kompýuteri şeýle hem uly maglumat saklaýyş kuwwaty, güýçli päsgelçiliklere garşy göreş ukyby, daşky gurşaw şertlerine pes talaplar we güýçli näsazlyklara çydamlylyk ýaly artykmaçlyklara eýedir. Foton kompýuterleriniň iň esasy funksional bölekleri integrasiýa edilen optik açarlar we integrasiýa edilen optik logika bölekleridir.
3. Beýleki ulanylyşlar, mysal üçin, optiki maglumat prosessory, süýümli optiki sensor, süýümli torly sensor, süýümli optiki giroskop we ş.m.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 28-nji iýuny