Интеграл оптикийн тухай ойлголтыг 1969 онд Белл Лабораторийн доктор Миллер дэвшүүлсэн. Интеграл оптик нь оптоэлектроник ба микроэлектроникийн үндсэн дээр интеграл аргыг ашиглан оптик төхөөрөмж болон эрлийз оптик электрон төхөөрөмжийн системийг судалж, хөгжүүлдэг шинэ салбар юм. Интеграл оптикийн онолын үндэс нь долгионы оптик ба мэдээллийн оптик, шугаман бус оптик, хагас дамжуулагч оптоэлектроник, болор оптик, нимгэн хальсан оптик, чиглүүлэгч долгионы оптик, хосолсон горим ба параметрийн харилцан үйлчлэлийн онол, нимгэн хальсан оптик долгион хөтлөгч төхөөрөмж ба системүүдийг хамарсан оптик ба оптоэлектроник юм. Технологийн үндэс нь голчлон нимгэн хальсан технологи ба микроэлектроникийн технологи юм. Интеграл оптикийн хэрэглээний хүрээ маш өргөн бөгөөд оптик шилэн холбоо, оптик шилэн мэдрэгч технологи, оптик мэдээлэл боловсруулах, оптик компьютер болон оптик хадгалалтаас гадна материалын шинжлэх ухааны судалгаа, оптик багаж хэрэгсэл, спектрийн судалгаа зэрэг бусад салбарууд байдаг.
Нэгдүгээрт, нэгдсэн оптик давуу талууд
1. Дискрет оптик төхөөрөмжийн системтэй харьцуулах
Дискрет оптик төхөөрөмж гэдэг нь оптик системийг үүсгэхийн тулд том тавцан эсвэл оптик суурь дээр бэхлэгдсэн оптик төхөөрөмжийн нэг төрөл юм. Системийн хэмжээ нь ойролцоогоор 1м2, цацрагийн зузаан нь ойролцоогоор 1см байдаг. Том хэмжээнээс гадна угсрах, тохируулах нь илүү хэцүү байдаг. Нэгдсэн оптик систем нь дараах давуу талуудтай:
1. Гэрлийн долгион нь оптик долгион хөтлүүрт тархдаг бөгөөд гэрлийн долгион нь энергиэ хянах, хадгалахад хялбар байдаг.
2. Интеграци нь тогтвортой байрлалыг авчирдаг. Дээр дурдсанчлан, нэгдсэн оптик нь нэг суурь дээр хэд хэдэн төхөөрөмж үйлдвэрлэхийг хүлээдэг тул салангид оптиктой адил угсралтын асуудал гардаггүй тул хослол нь тогтвортой байж, чичиргээ, температур зэрэг хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүдэд илүү дасан зохицох боломжтой болдог.
(3) Төхөөрөмжийн хэмжээ болон харилцан үйлчлэлийн уртыг богиносгосон; Холбогдох электроникууд нь мөн бага хүчдэлд ажилладаг.
4. Өндөр чадлын нягтрал. Долгион хөтлүүрийн дагуу дамжуулж буй гэрэл нь орон нутгийн жижиг орон зайд хязгаарлагддаг бөгөөд үүний үр дүнд оптик чадлын өндөр нягтрал үүсдэг бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн шаардлагатай ажиллах босгод хүрэхэд хялбар бөгөөд шугаман бус оптик эффекттэй ажилладаг.
5. Нэгдсэн оптикийг ерөнхийдөө жижиг хэмжээтэй, хөнгөн жинтэй сантиметр масштабтай суурь дээр нэгтгэдэг.
2. Интеграл хэлхээтэй харьцуулах
Оптик интеграцийн давуу талуудыг хоёр тал дээр хувааж болно: нэг нь нэгдсэн электрон систем (нэгдсэн хэлхээ)-ийг нэгдсэн оптик систем (нэгдсэн оптик хэлхээ)-ээр солих; нөгөө нь дохио дамжуулахын тулд утас эсвэл коаксиаль кабелийн оронд гэрлийн долгионыг чиглүүлдэг оптик шилэн кабель болон диэлектрик хавтгай оптик долгион хөтлөгчтэй холбоотой.
Нэгдсэн оптик замд оптик элементүүдийг вафер суурь дээр үүсгэж, суурь дотор эсвэл гадаргуу дээр үүссэн оптик долгион хөтлөгчөөр холбодог. Нэг суурь дээр оптик элементүүдийг нимгэн хальс хэлбэрээр нэгтгэсэн нэгдсэн оптик зам нь анхны оптик системийн жижигрүүлэлтийн асуудлыг шийдвэрлэх, нийт гүйцэтгэлийг сайжруулах чухал арга юм. Нэгдсэн төхөөрөмж нь жижиг хэмжээтэй, тогтвортой, найдвартай ажиллагаатай, өндөр үр ашигтай, бага эрчим хүчний хэрэглээтэй, ашиглахад хялбар зэрэг давуу талуудтай.
Ерөнхийдөө интеграл хэлхээг интеграл оптик хэлхээгээр солихын давуу талууд нь зурвасын өргөн, долгионы уртыг хуваах мультиплекс, мультиплекс шилжүүлэлт, бага холболтын алдагдал, жижиг хэмжээ, хөнгөн жин, бага эрчим хүчний хэрэглээ, сайн багц бэлтгэх хэмнэлт, өндөр найдвартай байдал зэрэг орно. Гэрэл ба материйн хоорондын янз бүрийн харилцан үйлчлэлийн ачаар нэгдсэн оптик замын найрлагад фотоэлектрик эффект, электро-оптик эффект, акусто-оптик эффект, соронзон-оптик эффект, термо-оптик эффект гэх мэт янз бүрийн физик эффектийг ашиглан шинэ төхөөрөмжийн функцийг хэрэгжүүлэх боломжтой.
2. Нэгдсэн оптикийн судалгаа, хэрэглээ
Нэгдсэн оптикийг аж үйлдвэр, цэрэг, эдийн засаг зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн ашигладаг боловч голчлон дараах чиглэлээр ашигладаг.
1. Харилцаа холбоо болон оптик сүлжээ
Оптик нэгдсэн төхөөрөмжүүд нь өндөр хурдны хариу үйлдэл үзүүлдэг нэгдсэн лазер эх үүсвэр, долгион хөтлөх торны массив нягт долгионы уртын хуваах мультиплексор, нарийн зурвасын хариу үйлдэл үзүүлдэг нэгдсэн фотодетектор, чиглүүлэлтийн долгионы уртын хөрвүүлэгч, хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг оптик шилжүүлэгч матриц, бага алдагдалтай олон хандалттай долгион хөтлөх цацрагийн хуваагч гэх мэт өндөр хурдны болон том багтаамжтай оптик холбооны сүлжээг бий болгох гол тоног төхөөрөмж юм.
2. Фотоник компьютер
Фотон компьютер гэгддэг компьютер нь гэрлийг мэдээлэл дамжуулах хэрэгсэл болгон ашигладаг компьютер юм. Фотонууд нь цахилгаан цэнэггүй бозонууд бөгөөд гэрлийн туяа нь бие биедээ нөлөөлөхгүйгээр зэрэгцээ эсвэл огтлолцож өнгөрч чаддаг бөгөөд энэ нь маш сайн зэрэгцээ боловсруулалтын төрөлхийн чадвартай байдаг. Фотон компьютер нь мөн их хэмжээний мэдээлэл хадгалах багтаамж, хүчтэй хөндлөнгийн оролцооны эсрэг чадвар, хүрээлэн буй орчны нөхцөлд бага шаардлага тавих, өндөр алдааны тэсвэрлэх чадвар зэрэг давуу талуудтай. Фотон компьютерын хамгийн үндсэн функциональ бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь нэгдсэн оптик унтраалга болон нэгдсэн оптик логик бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм.
3. Оптик мэдээллийн процессор, шилэн кабелийн мэдрэгч, шилэн кабелийн торны мэдрэгч, шилэн кабелийн гироскоп гэх мэт бусад хэрэглээ.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 6-р сарын 28