एकात्मिक ऑप्टिक्स म्हणजे काय?

एकात्मिक ऑप्टिक्सची संकल्पना १ 69. In मध्ये बेल लॅबोरेटरीजच्या डॉ. मिलर यांनी पुढे ठेवली होती. एकात्मिक ऑप्टिक्स हा एक नवीन विषय आहे जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्सच्या आधारावर एकात्मिक पद्धतींचा वापर करून ऑप्टिकल डिव्हाइस आणि हायब्रीड ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉनिक डिव्हाइस सिस्टमचा अभ्यास करतो आणि विकसित करतो. समाकलित ऑप्टिक्सचा सैद्धांतिक आधार ऑप्टिक्स आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आहे, ज्यामध्ये वेव्ह ऑप्टिक्स आणि माहिती ऑप्टिक्स, नॉनलाइनर ऑप्टिक्स, सेमीकंडक्टर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, क्रिस्टल ऑप्टिक्स, पातळ फिल्म ऑप्टिक्स, मार्गदर्शित वेव्ह ऑप्टिक्स, युग्मेट्रिक इंटरॅक्शन सिद्धांत, पातळ फिल्म ऑप्टिकल वेव्हजीइड सिद्धांत. तांत्रिक आधार मुख्यतः पातळ फिल्म तंत्रज्ञान आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स तंत्रज्ञान आहे. ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन, ऑप्टिकल फायबर सेन्सिंग तंत्रज्ञान, ऑप्टिकल माहिती प्रक्रिया, ऑप्टिकल संगणक आणि ऑप्टिकल स्टोरेज व्यतिरिक्त इंटिग्रेटेड ऑप्टिक्सचे अनुप्रयोग क्षेत्र खूप विस्तृत आहे, तेथे भौतिक विज्ञान संशोधन, ऑप्टिकल इन्स्ट्रुमेंट्स, स्पेक्ट्रल रिसर्च सारखी इतर क्षेत्र आहेत.

प्रथम, समाकलित ऑप्टिकल फायदे

1. वेगळ्या ऑप्टिकल डिव्हाइस सिस्टमशी तुलना

ऑप्टिकल सिस्टम तयार करण्यासाठी स्वतंत्र ऑप्टिकल डिव्हाइस हा मोठ्या प्लॅटफॉर्मवर किंवा ऑप्टिकल बेसवर निश्चित केलेल्या ऑप्टिकल डिव्हाइसचा एक प्रकार आहे. सिस्टमचा आकार 1 मी 2 च्या क्रमाने आहे आणि तुळईची जाडी सुमारे 1 सेमी आहे. त्याच्या मोठ्या आकाराव्यतिरिक्त, असेंब्ली आणि समायोजन देखील अधिक कठीण आहे. इंटिग्रेटेड ऑप्टिकल सिस्टमचे खालील फायदे आहेत:

1. लाइट लाटा ऑप्टिकल वेव्हगॉइड्समध्ये प्रसारित होतात आणि हलकी लाटा त्यांची उर्जा नियंत्रित करणे आणि राखणे सोपे आहे.

2. एकत्रीकरण स्थिर स्थिती आणते. वर नमूद केल्याप्रमाणे, समाकलित ऑप्टिक्सने समान सब्सट्रेटवर अनेक डिव्हाइस बनवण्याची अपेक्षा केली आहे, म्हणून ऑप्टिक्समध्ये भिन्न असे विधानसभा समस्या नाहीत, जेणेकरून संयोजन स्थिर होऊ शकेल, जेणेकरून ते कंपन आणि तापमान यासारख्या पर्यावरणीय घटकांशी अधिक अनुकूल असेल.

()) डिव्हाइसचा आकार आणि परस्परसंवादाची लांबी लहान केली जाते; संबंधित इलेक्ट्रॉनिक्स कमी व्होल्टेजवर देखील कार्य करतात.

4. उच्च उर्जा घनता. वेव्हगॉइडच्या बाजूने प्रसारित केलेला प्रकाश एका छोट्या स्थानिक जागेपुरता मर्यादित आहे, परिणामी उच्च ऑप्टिकल पॉवर घनता उद्भवते, जी आवश्यक डिव्हाइस ऑपरेटिंग थ्रेशोल्डपर्यंत पोहोचणे आणि नॉनलाइनर ऑप्टिकल प्रभावांसह कार्य करणे सोपे आहे.

5. इंटिग्रेटेड ऑप्टिक्स सामान्यत: सेंटीमीटर-स्केल सब्सट्रेटवर एकत्रित केले जातात, जे आकारात लहान आणि वजनात प्रकाश आहे.

2. एकात्मिक सर्किट्सशी तुलना

ऑप्टिकल एकत्रीकरणाचे फायदे दोन पैलूंमध्ये विभागले जाऊ शकतात, एक म्हणजे इंटिग्रेटेड इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (इंटिग्रेटेड सर्किट) एकात्मिक ऑप्टिकल सिस्टम (इंटिग्रेटेड ऑप्टिकल सर्किट) सह पुनर्स्थित करणे; दुसरा ऑप्टिकल फायबर आणि डायलेक्ट्रिक प्लेन ऑप्टिकल वेव्हगुइडशी संबंधित आहे जो सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी वायर किंवा कोएक्सियल केबलऐवजी लाइट वेव्हला मार्गदर्शन करतो.

एकात्मिक ऑप्टिकल मार्गात, ऑप्टिकल घटक वेफर सब्सट्रेटवर तयार केले जातात आणि सब्सट्रेटच्या आत किंवा पृष्ठभागावर तयार केलेल्या ऑप्टिकल वेव्हगॉइड्सद्वारे जोडलेले असतात. एकात्मिक ऑप्टिकल पथ, जो पातळ फिल्मच्या स्वरूपात समान सब्सट्रेटवर ऑप्टिकल घटकांना समाकलित करतो, मूळ ऑप्टिकल सिस्टमचे लघुलेखन सोडविण्याचा आणि एकूणच कामगिरी सुधारण्याचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे. इंटिग्रेटेड डिव्हाइसमध्ये लहान आकार, स्थिर आणि विश्वासार्ह कामगिरी, उच्च कार्यक्षमता, कमी उर्जा वापर आणि सुलभ वापराचे फायदे आहेत.

सर्वसाधारणपणे, इंटिग्रेटेड ऑप्टिकल सर्किट्ससह इंटिग्रेटेड सर्किट्स बदलण्याच्या फायद्यांमध्ये बँडविड्थ, वेव्हलेन्थ डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग, मल्टिप्लेक्स स्विचिंग, लहान कपलिंग लॉस, लहान आकार, हलके वजन, कमी उर्जा वापर, चांगली बॅच तयार करणे अर्थव्यवस्था आणि उच्च विश्वसनीयता समाविष्ट आहे. प्रकाश आणि पदार्थांमधील विविध परस्परसंवादामुळे, नवीन डिव्हाइस फंक्शन्स देखील फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्ट, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इफेक्ट, अकॉस्टो-ऑप्टिकल इफेक्ट, मॅग्नेटो-ऑप्टिकल इफेक्ट, थर्मो-ऑप्टिकल इफेक्ट आणि एकात्मिक ऑप्टिकल पथच्या रचनेसारख्या विविध भौतिक प्रभावांचा वापर करून देखील लक्षात येऊ शकतात.

2. एकात्मिक ऑप्टिक्सचे संशोधन आणि अनुप्रयोग

इंटिग्रेटेड ऑप्टिक्सचा मोठ्या प्रमाणात उद्योग, सैन्य आणि अर्थव्यवस्था यासारख्या विविध क्षेत्रात वापर केला जातो, परंतु मुख्यतः खालील बाबींमध्ये याचा वापर केला जातो:

1. संप्रेषण आणि ऑप्टिकल नेटवर्क

हाय-स्पीड रिस्पॉन्स इंटिग्रेटेड लेसर सोर्स, वेव्हगुइड ग्रेटिंग अ‍ॅरे दाट तरंगलांबी विभाग मल्टिप्लेक्सर, अरुंदबँड रिस्पॉन्स इंटिग्रेटेड फोटॉडेटेक्टर, राउटिंग वेव्हलेन्थ कन्व्हर्टर, फास्ट रिस्पॉन्स ऑप्टिकल स्विचिंग मॅट्रिक्स, कमी लॉस मल्टीपल Access क्सेस बीम स्प्लिटर आणि म्हणून.

2. फोटॉनिक संगणक

तथाकथित फोटॉन संगणक हा एक संगणक आहे जो माहितीचे प्रसारण माध्यम म्हणून प्रकाशाचा वापर करतो. फोटॉन हे बोसन्स आहेत, ज्यात इलेक्ट्रिक चार्ज नाही आणि हलके बीम एकमेकांवर परिणाम न करता समांतर किंवा क्रॉस जाऊ शकतात, ज्यात उत्कृष्ट समांतर प्रक्रियेची जन्मजात क्षमता आहे. फोटॉनिक कॉम्प्यूटरमध्ये मोठ्या प्रमाणात माहिती साठवण क्षमता, मजबूत हस्तक्षेप क्षमता, पर्यावरणीय परिस्थितीसाठी कमी आवश्यकता आणि मजबूत फॉल्ट सहिष्णुतेचे फायदे देखील आहेत. फोटॉनिक संगणकांचे सर्वात मूलभूत कार्यात्मक घटक समाकलित ऑप्टिकल स्विच आणि इंटिग्रेटेड ऑप्टिकल लॉजिक घटक आहेत.

3. इतर अनुप्रयोग, जसे की ऑप्टिकल माहिती प्रोसेसर, फायबर ऑप्टिक सेन्सर, फायबर ग्रेटिंग सेन्सर, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप इ.