ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ అంటే ఏమిటి?

ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ యొక్క భావనను 1969 లో బెల్ లాబొరేటరీస్ డాక్టర్ మిల్లెర్ ముందుకు తెచ్చారు. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ అనేది ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు మైక్రోఎలెక్ట్రానిక్స్ ఆధారంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ పద్ధతులను ఉపయోగించి ఆప్టికల్ పరికరాలు మరియు హైబ్రిడ్ ఆప్టికల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికర వ్యవస్థలను అధ్యయనం చేసి అభివృద్ధి చేస్తుంది. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ యొక్క సైద్ధాంతిక ఆధారం ఆప్టిక్స్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్, ఇందులో వేవ్ ఆప్టిక్స్ మరియు ఇన్ఫర్మేషన్ ఆప్టిక్స్, నాన్ లీనియర్ ఆప్టిక్స్, సెమీకండక్టర్ ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్, క్రిస్టల్ ఆప్టిక్స్, సన్నని ఫిల్మ్ ఆప్టిక్స్, గైడెడ్ వేవ్ ఆప్టిక్స్, కపుల్డ్ మోడ్ మరియు పారామెట్రిక్ ఇంటరాక్షన్ థియరీ, సన్నని ఫిల్మ్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్ పరికరాలు మరియు వ్యవస్థలు ఉన్నాయి. సాంకేతిక ఆధారం ప్రధానంగా సన్నని ఫిల్మ్ టెక్నాలజీ మరియు మైక్రోఎలెక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్ చాలా విస్తృతంగా ఉంది, ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సింగ్ టెక్నాలజీ, ఆప్టికల్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్, ఆప్టికల్ కంప్యూటర్ మరియు ఆప్టికల్ స్టోరేజ్, మెటీరియల్ సైన్స్ రీసెర్చ్, ఆప్టికల్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్, స్పెక్ట్రల్ రీసెర్చ్ వంటి ఇతర రంగాలు ఉన్నాయి.

మొదట, ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ ప్రయోజనాలు

1. వివిక్త ఆప్టికల్ పరికర వ్యవస్థలతో పోల్చండి

వివిక్త ఆప్టికల్ పరికరం అనేది ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌ను రూపొందించడానికి పెద్ద ప్లాట్‌ఫాం లేదా ఆప్టికల్ బేస్ మీద స్థిరంగా ఉన్న ఆప్టికల్ పరికరం. వ్యవస్థ యొక్క పరిమాణం 1m2 క్రమంలో ఉంటుంది మరియు పుంజం యొక్క మందం 1 సెం.మీ. దాని పెద్ద పరిమాణంతో పాటు, అసెంబ్లీ మరియు సర్దుబాటు కూడా మరింత కష్టం. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్ ఈ క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:

1. కాంతి తరంగాలు ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌లలో ప్రచారం చేస్తాయి మరియు తేలికపాటి తరంగాలు వాటి శక్తిని నియంత్రించడం మరియు నిర్వహించడం సులభం.

2. ఇంటిగ్రేషన్ స్థిరమైన స్థానాలను తెస్తుంది. పైన చెప్పినట్లుగా, ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ ఒకే ఉపరితలంపై అనేక పరికరాలను తయారు చేయాలని ఆశిస్తోంది, కాబట్టి వివిక్త ఆప్టిక్స్ కలిగి ఉన్న అసెంబ్లీ సమస్యలు లేవు, తద్వారా కలయిక స్థిరంగా ఉంటుంది, తద్వారా ఇది కంపనం మరియు ఉష్ణోగ్రత వంటి పర్యావరణ కారకాలకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

(3) పరికర పరిమాణం మరియు పరస్పర పొడవు తగ్గించబడతాయి; అనుబంధ ఎలక్ట్రానిక్స్ తక్కువ వోల్టేజ్‌ల వద్ద కూడా పనిచేస్తుంది.

4. అధిక శక్తి సాంద్రత. వేవ్‌గైడ్ వెంట ప్రసారం చేయబడిన కాంతి ఒక చిన్న స్థానిక స్థలానికి పరిమితం చేయబడింది, దీని ఫలితంగా అధిక ఆప్టికల్ శక్తి సాంద్రత ఏర్పడుతుంది, ఇది అవసరమైన పరికర ఆపరేటింగ్ పరిమితులను చేరుకోవడం మరియు నాన్ లీనియర్ ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్‌లతో పని చేయడం సులభం.

5. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ సాధారణంగా సెంటీమీటర్-స్కేల్ ఉపరితలంపై విలీనం చేయబడతాయి, ఇది పరిమాణం చిన్నది మరియు బరువులో కాంతి.

2. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లతో పోలిక

ఆప్టికల్ ఇంటిగ్రేషన్ యొక్క ప్రయోజనాలను రెండు అంశాలుగా విభజించవచ్చు, ఒకటి ఇంటిగ్రేటెడ్ ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్ (ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్) ను ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్ (ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సర్క్యూట్) తో భర్తీ చేయడం; మరొకటి ఆప్టికల్ ఫైబర్ మరియు విద్యుద్వాహక విమానం ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌కు సంబంధించినది, ఇది సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడానికి వైర్ లేదా ఏకాక్షక కేబుల్‌కు బదులుగా కాంతి తరంగానికి మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ మార్గంలో, ఆప్టికల్ అంశాలు పొర ఉపరితలంపై ఏర్పడతాయి మరియు ఉపరితలం లోపల లేదా ఉపరితలంపై ఏర్పడిన ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌ల ద్వారా అనుసంధానించబడతాయి. సన్నని ఫిల్మ్ రూపంలో ఒకే ఉపరితలంపై ఆప్టికల్ అంశాలను అనుసంధానించే ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ మార్గం, అసలు ఆప్టికల్ సిస్టమ్ యొక్క సూక్ష్మీకరణను పరిష్కరించడానికి మరియు మొత్తం పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఒక ముఖ్యమైన మార్గం. ఇంటిగ్రేటెడ్ పరికరం చిన్న పరిమాణం, స్థిరమైన మరియు నమ్మదగిన పనితీరు, అధిక సామర్థ్యం, ​​తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం మరియు సులభంగా ఉపయోగించడం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

సాధారణంగా, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లను ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సర్క్యూట్లతో భర్తీ చేయడం యొక్క ప్రయోజనాలు పెరిగిన బ్యాండ్‌విడ్త్, తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్, మల్టీప్లెక్స్ స్విచింగ్, చిన్న కలపడం నష్టం, చిన్న పరిమాణం, తక్కువ బరువు, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, మంచి బ్యాచ్ తయారీ ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు అధిక విశ్వసనీయత ఉన్నాయి. కాంతి మరియు పదార్థాల మధ్య వివిధ పరస్పర చర్యల కారణంగా, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం, ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, ఎకౌస్టో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, థర్మో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్ మరియు సమగ్ర ఆప్టికల్ మార్గం యొక్క కూర్పులో వంటి వివిధ భౌతిక ప్రభావాలను ఉపయోగించడం ద్వారా కొత్త పరికర విధులను కూడా గ్రహించవచ్చు.

2. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ యొక్క పరిశోధన మరియు అనువర్తనం

పరిశ్రమ, సైనిక మరియు ఆర్థిక వ్యవస్థ వంటి వివిధ రంగాలలో ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయితే ఇది ప్రధానంగా ఈ క్రింది అంశాలలో ఉపయోగించబడుతుంది:

1. కమ్యూనికేషన్ మరియు ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లు

హై-స్పీడ్ రెస్పాన్స్ ఇంటిగ్రేటెడ్ లేజర్ సోర్స్, వేవ్‌గైడ్ గ్రేటింగ్ అర్రే దట్టమైన తరంగదైర్ఘ్యం డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్, ఇరుకైన బ్యాండ్ రెస్పాన్స్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్, రౌటింగ్ తరంగదైర్ఘ్యం కన్వర్టర్, ఫాస్ట్ రెస్పాన్స్ ఆప్టికల్ స్విచింగ్ మ్యాట్రిక్స్, తక్కువ నష్టం మల్టిపుల్ యాక్సెస్ వేవ్‌గుయిడ్ స్ప్లైటర్ మరియు సౌల్‌తో సహా అధిక వేగం మరియు పెద్ద సామర్థ్యం గల ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లను ఆప్టికల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ పరికరాలు అధిక వేగం మరియు పెద్ద సామర్థ్యం ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లను గ్రహించటానికి కీలకమైన హార్డ్‌వేర్.

2. ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్

ఫోటాన్ కంప్యూటర్ అని పిలవబడే కంప్యూటర్ అనేది కాంతిని సమాచార ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తుంది. ఫోటాన్లు బోసాన్లు, ఇవి ఎలక్ట్రిక్ ఛార్జ్ లేనివి, మరియు తేలికపాటి కిరణాలు ఒకదానికొకటి ప్రభావితం చేయకుండా సమాంతరంగా లేదా క్రాస్ చేయగలవు, ఇది గొప్ప సమాంతర ప్రాసెసింగ్ యొక్క సహజ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్ పెద్ద సమాచార నిల్వ సామర్థ్యం, ​​బలమైన-జోక్యం సామర్థ్యం, ​​పర్యావరణ పరిస్థితులకు తక్కువ అవసరాలు మరియు బలమైన తప్పు సహనం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్ల యొక్క ప్రాధమిక ఫంక్షనల్ భాగాలు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ స్విచ్‌లు మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ లాజిక్ భాగాలు.

3. ఆప్టికల్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసర్, ఫైబర్ ఆప్టిక్ సెన్సార్, ఫైబర్ గ్రేటింగ్ సెన్సార్, ఫైబర్ ఆప్టిక్ గైరోస్కోప్ వంటి ఇతర అనువర్తనాలు మొదలైనవి.