Wazo la optiki jumuishi lilitolewa na Dkt. Miller wa Bell Laboratories mnamo 1969. Optiki jumuishi ni somo jipya linalosoma na kutengeneza vifaa vya macho na mifumo ya vifaa vya elektroniki vya macho mseto kwa kutumia mbinu jumuishi kwa msingi wa optoelectronics na microelectronics. Msingi wa kinadharia wa optiki jumuishi ni optiki na optoelectronics, zinazohusisha optiki za mawimbi na optiki za taarifa, optiki zisizo za mstari, optiki za nusu-semiconductor, optiki za fuwele, optiki nyembamba za filamu, optiki za mawimbi zinazoongozwa, nadharia ya mwingiliano wa hali iliyounganishwa na parametric, vifaa na mifumo ya mwongozo wa mawimbi ya filamu nyembamba. Msingi wa kiteknolojia ni hasa teknolojia nyembamba ya filamu na teknolojia ya microelectronics. Sehemu ya matumizi ya optiki jumuishi ni pana sana, pamoja na mawasiliano ya nyuzi za macho, teknolojia ya kuhisi nyuzi za macho, usindikaji wa taarifa za macho, hifadhi ya kompyuta na optiki za macho, kuna nyanja zingine, kama vile utafiti wa sayansi ya nyenzo, vyombo vya macho, utafiti wa spektrali.
Kwanza, faida jumuishi za macho
1. Ulinganisho na mifumo ya vifaa vya macho vya kipekee
Kifaa cha macho chenye sehemu ya wazi ni aina ya kifaa cha macho kilichowekwa kwenye jukwaa kubwa au msingi wa macho ili kuunda mfumo wa macho. Ukubwa wa mfumo ni kama mita 1, na unene wa boriti ni takriban sentimita 1. Mbali na ukubwa wake mkubwa, mkusanyiko na marekebisho pia ni magumu zaidi. Mfumo wa macho uliojumuishwa una faida zifuatazo:
1. Mawimbi ya mwanga huenea katika miongozo ya mawimbi ya macho, na mawimbi ya mwanga ni rahisi kudhibiti na kudumisha nishati yake.
2. Ujumuishaji huleta nafasi thabiti. Kama ilivyotajwa hapo juu, optiki jumuishi inatarajia kutengeneza vifaa kadhaa kwenye sehemu moja, kwa hivyo hakuna matatizo ya uunganishaji ambayo optiki tofauti zinayo, ili mchanganyiko huo uweze kuwa thabiti, ili pia uweze kubadilika zaidi kwa sababu za kimazingira kama vile mtetemo na halijoto.
(3) Ukubwa wa kifaa na urefu wa mwingiliano hufupishwa; Vifaa vya elektroniki vinavyohusiana pia hufanya kazi kwa volteji za chini.
4. Msongamano mkubwa wa nguvu. Mwanga unaosambazwa kando ya mwongozo wa wimbi huwekwa kwenye nafasi ndogo ya ndani, na kusababisha msongamano mkubwa wa nguvu ya macho, ambayo ni rahisi kufikia vizingiti muhimu vya uendeshaji wa kifaa na kufanya kazi na athari za macho zisizo za mstari.
5. optiki jumuishi kwa ujumla huunganishwa kwenye substrate ya kipimo cha sentimita, ambayo ni ndogo kwa ukubwa na uzito mwepesi.
2. Ulinganisho na saketi zilizounganishwa
Faida za ujumuishaji wa macho zinaweza kugawanywa katika vipengele viwili, kimoja ni kubadilisha mfumo wa kielektroniki uliounganishwa (mzunguko uliounganishwa) na mfumo wa macho uliounganishwa (mzunguko uliounganishwa wa macho); Kingine kinahusiana na nyuzi za macho na mwongozo wa wimbi la macho wa ndege ya dielectric unaoongoza wimbi la mwanga badala ya waya au kebo ya koaxial ili kusambaza ishara.
Katika njia ya macho iliyounganishwa, vipengele vya macho huundwa kwenye sehemu ya wafer na kuunganishwa na miongozo ya mawimbi ya macho inayoundwa ndani au juu ya uso wa sehemu ya chini. Njia ya macho iliyounganishwa, ambayo huunganisha vipengele vya macho kwenye sehemu hiyo hiyo katika mfumo wa filamu nyembamba, ni njia muhimu ya kutatua upunguzaji mdogo wa mfumo wa macho wa asili na kuboresha utendaji wa jumla. Kifaa kilichounganishwa kina faida za ukubwa mdogo, utendaji thabiti na wa kuaminika, ufanisi mkubwa, matumizi ya chini ya nguvu na matumizi rahisi.
Kwa ujumla, faida za kubadilisha saketi jumuishi na saketi jumuishi za macho ni pamoja na kuongezeka kwa kipimo data, ugawaji wa urefu wa wimbi, ubadilishaji wa multiplex, upotevu mdogo wa kiunganishi, ukubwa mdogo, uzito mwepesi, matumizi ya chini ya nguvu, uchumi mzuri wa maandalizi ya kundi, na uaminifu mkubwa. Kutokana na mwingiliano mbalimbali kati ya mwanga na maada, kazi mpya za kifaa pia zinaweza kugunduliwa kwa kutumia athari mbalimbali za kimwili kama vile athari ya fotoelectric, athari ya elektro-optical, athari ya acousto-optical, athari ya magneto-optical, athari ya thermo-optical na kadhalika katika muundo wa njia jumuishi ya macho.
2. Utafiti na matumizi ya optiki jumuishi
Optiki jumuishi hutumika sana katika nyanja mbalimbali kama vile viwanda, kijeshi na uchumi, lakini hutumika zaidi katika vipengele vifuatavyo:
1. Mawasiliano na mitandao ya macho
Vifaa vilivyounganishwa vya macho ni vifaa muhimu vya kutambua mitandao ya mawasiliano ya macho ya kasi ya juu na yenye uwezo mkubwa, ikiwa ni pamoja na chanzo cha leza kilichounganishwa cha majibu ya kasi ya juu, kizidishi cha mgawanyiko wa urefu wa mawimbi chenye safu ya wavu, kigunduzi cha picha kilichounganishwa cha majibu ya bendi nyembamba, kibadilishaji cha urefu wa mawimbi ya uelekezaji, matrix ya ubadilishaji wa macho ya majibu ya haraka, kigawanyiko cha boriti ya mwongozo wa mawimbi chenye upotevu mdogo na kadhalika.
2. Kompyuta ya fotoniki
Kompyuta inayoitwa fotoni ni kompyuta inayotumia mwanga kama njia ya kupitisha taarifa. Fotoni ni bosoni, ambazo hazina chaji ya umeme, na miale ya mwanga inaweza kupita sambamba au kuvuka bila kuathiriana, ambayo ina uwezo wa asili wa usindikaji mkubwa sambamba. Kompyuta ya fotoni pia ina faida za uwezo mkubwa wa kuhifadhi taarifa, uwezo mkubwa wa kuzuia kuingiliwa, mahitaji ya chini ya hali ya mazingira, na uvumilivu mkubwa wa makosa. Vipengele vya msingi vya utendaji kazi wa kompyuta za fotoni ni swichi za macho zilizounganishwa na vipengele vya mantiki ya macho vilivyounganishwa.
3. Matumizi mengine, kama vile kichakataji taarifa cha macho, kitambuzi cha nyuzinyuzi, kitambuzi cha wavu wa nyuzinyuzi, gyroscope ya nyuzinyuzi, n.k.
Muda wa chapisho: Juni-28-2023