Консепсияи оптикаи интегралӣ аз ҷониби доктор Миллер аз Белл Лабораторияҳо соли 1969 пешниҳод шудааст. Оптикаи интегралӣ як фанни нав аст, ки дастгоҳҳои оптикӣ ва системаҳои дастгоҳҳои электронии оптикии гибридиро бо истифода аз усулҳои интегралӣ дар асоси оптоэлектроника ва микроэлектроника меомӯзад ва таҳия мекунад. Асоси назариявии оптикаи интегралӣ оптика ва оптоэлектроника мебошад, ки оптикаи мавҷӣ ва оптикаи иттилоотӣ, оптикаи ғайрихаттӣ, оптоэлектроникаи нимноқилӣ, оптикаи кристаллӣ, оптикаи плёнкаи тунук, оптикаи мавҷи роҳнамо, назарияи таъсири мутақобилаи ҳолати пайвастшуда ва параметрӣ, дастгоҳҳо ва системаҳои мавҷгири оптикии плёнкаи тунукро дар бар мегирад. Асоси технологӣ асосан технологияи плёнкаи тунук ва технологияи микроэлектроника мебошад. Соҳаи татбиқи оптикаи интегралӣ хеле васеъ аст, илова бар алоқаи нахи оптикӣ, технологияи ҳассосияти нахи оптикӣ, коркарди иттилооти оптикӣ, компютери оптикӣ ва нигоҳдории оптикӣ, соҳаҳои дигар, ба монанди таҳқиқоти маводшиносӣ, асбобҳои оптикӣ, таҳқиқоти спектрӣ мавҷуданд.
Аввалан, бартариҳои оптикии ҳамгирошуда
1. Муқоиса бо системаҳои дастгоҳҳои оптикии дискретӣ
Дастгоҳи оптикии дискретӣ як навъи дастгоҳи оптикӣ аст, ки дар платформаи калон ё пойгоҳи оптикӣ барои ташкили системаи оптикӣ насб карда шудааст. Андозаи система тақрибан 1 м2 ва ғафсии чӯб тақрибан 1 см аст. Илова бар андозаи калон, васл ва танзим низ душвортар аст. Системаи оптикии ҳамгирошуда бартариҳои зеринро дорад:
1. Мавҷҳои рӯшноӣ дар мавҷгирҳои оптикӣ паҳн мешаванд ва мавҷҳои рӯшноӣ ба осонӣ идора ва нигоҳ доштани энергияи онҳо мебошанд.
2. Ҳамгироӣ мавқеи устуворро ба вуҷуд меорад. Тавре ки дар боло қайд карда шуд, оптикаи ҳамгирошуда интизор аст, ки дар як субстрат якчанд дастгоҳ созад, аз ин рӯ, оптикаи дискретӣ мушкилоти васлкунӣ надорад, то ки ин омезиш устувор бошад ва ба омилҳои муҳити зист, ба монанди ларзиш ва ҳарорат, мутобиқтар бошад.
(3) Андозаи дастгоҳ ва дарозии таъсири мутақобила кӯтоҳ карда мешаванд; Электроникаи марбута инчунин бо шиддатҳои пасттар кор мекунад.
4. Зичии баланди қувва. Нуре, ки дар тӯли мавҷгир интиқол дода мешавад, дар фазои хурди маҳаллӣ маҳдуд аст, ки дар натиҷа зичии баланди қувваҳои оптикӣ ба вуҷуд меояд, ки ба осонӣ ба остонаҳои зарурии кори дастгоҳ мерасад ва бо эффектҳои оптикии ғайрихаттӣ кор мекунад.
5. Оптикаи ҳамгирошуда одатан дар рӯи таҳкурсии андозаи сантиметрӣ, ки андозааш хурд ва вазнаш сабук аст, муттаҳид карда мешаванд.
2. Муқоиса бо схемаҳои интегралӣ
Бартариҳои ҳамгироии оптикиро метавон ба ду ҷанба тақсим кард: яке иваз кардани системаи электронии ҳамгирошуда (схемаи интегралӣ) бо системаи оптикии ҳамгирошуда (схемаи оптикии ҳамгирошуда); дигаре ба нахи оптикӣ ва мавҷгири оптикии сатҳи диэлектрикӣ алоқаманд аст, ки мавҷи рӯшноиро ба ҷои сим ё кабели коаксиалӣ барои интиқоли сигнал роҳнамоӣ мекунад.
Дар роҳи оптикии муттаҳидшуда, унсурҳои оптикӣ дар рӯи субстрати вафли ташаккул меёбанд ва бо мавҷгирҳои оптикии дар дохил ё рӯи субстрат ташкилшуда пайваст карда мешаванд. Роҳи оптикии муттаҳидшуда, ки унсурҳои оптикиро дар ҳамон субстрат дар шакли плёнкаи тунук муттаҳид мекунад, роҳи муҳим барои ҳалли масъалаи миниатюризатсияи системаи оптикии аслӣ ва беҳтар кардани кори умумӣ мебошад. Дастгоҳи муттаҳидшуда бартариҳои андозаи хурд, кори устувор ва боэътимод, самаранокии баланд, истеъмоли ками энергия ва истифодаи осонро дорад.
Умуман, бартариҳои иваз кардани схемаҳои интегралӣ бо схемаҳои оптикии интегралӣ иборатанд аз афзоиши банди паҳноӣ, мултиплекскунии тақсимоти мавҷ, гузариши мултиплексӣ, талафоти хурди пайвастшавӣ, андозаи хурд, вазни сабук, истеъмоли ками энергия, сарфаи хуби омодасозии партия ва эътимоднокии баланд. Аз сабаби таъсири мутақобилаи гуногун байни рӯшноӣ ва модда, функсияҳои нави дастгоҳро инчунин бо истифода аз таъсири гуногуни ҷисмонӣ, ба монанди эффекти фотоэлектрикӣ, эффекти электрооптикӣ, эффекти акустооптикӣ, эффекти магнитооптикӣ, эффекти термооптикӣ ва ғайра дар таркиби роҳи оптикии интегралӣ амалӣ кардан мумкин аст.
2. Таҳқиқот ва татбиқи оптикаи ҳамгирошуда
Оптикаи ҳамгирошуда дар соҳаҳои гуногун, аз қабили саноат, низомӣ ва иқтисодиёт васеъ истифода мешавад, аммо он асосан дар ҷанбаҳои зерин истифода мешавад:
1. Шабакаҳои алоқа ва оптикӣ
Дастгоҳҳои ҳамгирошудаи оптикӣ сахтафзори калидӣ барои татбиқи шабакаҳои алоқаи оптикии баландсуръат ва иқтидори калон мебошанд, аз ҷумла манбаи лазерии ҳамгирошудаи вокуниши баландсуръат, мултиплексори тақсимоти мавҷи зич бо панҷараи роҳнамои мавҷ, фотодетектори ҳамгирошудаи вокуниши борик, табдилдиҳандаи мавҷи масир, матритсаи коммутатсияи оптикии вокуниши зуд, тақсимкунандаи нури роҳнамои мавҷи камталаб ва ғайра.
2. Компютери фотонӣ
Компютери фотонӣ компютерест, ки рӯшноиро ҳамчун воситаи интиқоли иттилоот истифода мебарад. Фотонҳо бозонҳо мебошанд, ки заряди электрикӣ надоранд ва шуоъҳои рӯшноӣ метавонанд бе таъсир ба якдигар мувозӣ ё убур кунанд, ки қобилияти табиии коркарди бузурги мувозӣ дорад. Компютери фотонӣ инчунин бартариҳои иқтидори калони нигоҳдории иттилоот, қобилияти қавии зидди халалдоркунӣ, талаботи паст ба шароити муҳити зист ва таҳаммулпазирии баланди хатогиро дорад. Ҷузъҳои асосии функсионалии компютерҳои фотонӣ коммутаторҳои оптикии муттаҳидшуда ва ҷузъҳои мантиқии оптикии муттаҳидшуда мебошанд.
3. Барномаҳои дигар, ба монанди протсессори иттилооти оптикӣ, сенсори нахи оптикӣ, сенсори панҷараи нахи оптикӣ, гироскопи нахи оптикӣ ва ғайра.
Вақти нашр: 28 июни соли 2023