集成光学

概念介绍

集成光学主要研究集成在一个平面衬底上的光学器件和光电子学系统的理论 、 技术与应用 ， 是光学发展的必由之路。集成光学 集成光学以半导体激光器 、 光调制器 、 接收器等光子和光电子元件为核心集成起来 ， 并以具有一定功能的体系为标志 ，主要是研究和开发光通信 、 光学信息处理 、 光子计算机和光传感等所需的多功能 、 稳定 、 可靠的光集成体系和混合光电集成体系等 。 把激光器 、 调制器 、 探测器等有源器件集成在同一衬底上 ， 并用光波导 、隔离器 、 耦合器和滤波器等无源器件连接起来构成的微型光学系统称为集成光路 ， 以实现光学系统的薄膜化 、 微型化和集成化 。 如果同时与电子器件 （如场效应晶体管 、 电阻、电容等） 集成 ， 则构成混合光电子集成体系。

优点

与离散光学器件系统的比较

该工作从材料选取、电极制备、电解液和隔膜选择、器件组装与模块化集成等方面进行了创新，也为任意形状储能器件的有效构筑、生产与集成提供了科学依据。同时，随着微光学器件和集成光子技术逐渐从实验室研究走向实际应用，光模块存在被具有更高集成度的光子器件替代的风险。1.3 主要特点 能检测几乎所有过程气体 一台分析仪可同时测量8 种过程气体 毫秒级响应时间 ppm 级检测精度 可集成全自动气体连续采样系统和标定系统 体积小，便于安装和操作 维护简单，只需定期清洗光学器件表面以及更换过滤器和干燥剂(周期六个 使用寿命长，光学器件寿命在5年以上，一般7-8 只需要一根外径1/8"、内径1/16"、壁厚1/32"的不锈钢管，从采样点(采样探头)连接到分析仪入口，中间不用添加任何相关设备，适用背景气体复杂气 体分析。

1、光波在光波导中传播 ， 光波容易控制和保持其能量 。

2、集成化带来的稳固定位 。 如上所述 ， 集成光学期待在同一块衬底上制作若干个器件 ， 因而不存在离散光学器件所具有的组装问题 ， 这样就可以保持稳定的组合 ， 从而它对振动和温度等环境因素的适应性也比较强。

3、器件尺寸和相互作用长度缩短 ； 相关的电子器件的工作电压也较低 。

sub1 reloaded 采用的计算芯片，即机器的「大脑」，能算出最快的解决方案，并将必要的命令传输至功率半导体器件，激活六个电机转动魔方，将方块移至正确位置。计算芯片，即机器的“大脑”，算出最快的解决方案，并将必要的命令传输至功率半导体器件。线性电源功率器件工作在线性状态，也就是说他一用起来功率器件就是一直在工作，所以也就导致他的工作效率低，一般在50[[%]]~60[[%]]，还得说他是很好的线性电源。

5、集成光学器件一般集成在厘米尺度的衬底上 ， 其体积小 ， 重量轻 。

与集成电路的比较

光集成的优点可以分为两个方面 ，其一是用集成光学体系 （集成光路）代替集成电子体系 （集成电路）；其二则与导光波的光学纤维和介质平面光波导代替电线或者同轴电缆传输信号有关 。

在集成光路上 ， 各光学元件形成在一个晶片衬底上 ， 用衬底内部或表面上形成的光波导连接起来 。 采用类似于半导体集成电路的方法 ， 把光学元件以薄膜形式集成在同一衬底上的集成光路 ， 是解决原有光学系统小型化和提高整体性能问题的重要途径 。 这样的集成器件具有体积小 、 性能稳定可靠 、 效率高 、 功耗低 ，使用方便等优点 。

总的来说 ， 用集成光路代替集成电路的优点包括带宽增加， 波分复用，多路开关，耦合损耗小 ，尺寸小， 重量轻， 功耗小， 成批制备经济性好， 可靠性高等 。 由于光和物质的多种相互作用 ， 还可以在集成光路的构成中， 利用诸如光电效应、电光效应、声光效应、磁光效应、热光效应等多种物理效应，实现新型的器件功能。

研究应用

集成光学在工业、军事、经济等各个领域内都有广泛的应用，但主要应用在以下几方面：

1、通信与光网络

值得注意的是，近来掺铒波导光放大器（edwa）也被集成于平面波导中，以克服平面波导器件插损大的缺点，从而使制造功能更新、更复杂的平面波导器件成为可能。光电探测器件的特点光子器件 响应波长有选择性，一 般有截止波长，超过该 波长，器件无响应 响应快，吸收辐射产生 信号需要的时间短，一 般为纳秒到几百微秒热电器件 响应波长无选择性，对 可见光到远红外的各种 波长的辐射同样敏感 响应慢，一般为几毫秒。~~说起东南大学，不得不提起一个国际大牛——吴柯教授了，可以说没有他就没有毫米波国家重点实验室，这位大牛公认是”介质集成波导（siw）之父“（虽然他不是第一个挖坑的，但绝对是他把这领域做大的），而介质集成波导这东西的优点就是损耗低，可用pcb集成在一块板子上，或者说把矩形波导做在了pcb上，还保持了波导的高频低耗特性。

2、光子计算机

交叉容量: gbitgen*gehuawei technologies co., ltd. huawei confidential华为推出业界最大的可商用10t+交叉设备小容量otn子架 12.8t otn子架1~20 λ20~40 λ光子架 光子架 光子架 光子架40~60 λ60~80 λ1~80 λ光子架 光子架 光子架 光子架单板集成度业界最高。首先，隧道效应可应用于新型的超导电子计算机的硬件中．目前的计算机大多采用半导体技术，硅集成电路技术起了很大的作用，但要想继续提高计算机的性能和计算速度，能量消耗是一个限制因素，若在硅集成电路中提高计算速度，必然造成芯片的发热，这些热量会对半导体材料产生不良影响，若运算速度提高到某一限度时可能会使内部芯片发热而损坏内部元件．为了解决这一矛盾，利用超导材料可做成约瑟夫结．这里简单介绍一下它的原理：当它的电流小于临界电流ic，它是零电压输出。为此，中国实用新型专利说明书2002年2月20日公布一种高频固定衰减器，公告号“cn 2478258y”，由壳体、电子元件和插针组成，壳体上固定装有三个插针，三个电子元件中的一端分别与三个插针的一端相连接，三个电子元件的另一端相互连接，电子元件采用集成陶瓷基片厚膜电路或集成片状电子元件，采用了将基体材料与集成电路网络元件直接连接的技术，避免了使用印刷电路板，所以可以无损耗地将过强的输入信号作合适数量级的衰减，减少非线性失真和交扰调制干扰，同时精度高，体积小，所以使用方便。

3、其他方面的应用，如光信息处理器、光纤传感器、光纤光栅传感器、光纤陀螺等。