ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ అంటే ఏమిటి?

ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ భావనను 1969లో బెల్ లాబొరేటరీస్‌కు చెందిన డా. మిల్లర్ ముందుకు తెచ్చారు. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ అనేది ఆప్టికల్ పరికరాలు మరియు హైబ్రిడ్ ఆప్టికల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికర వ్యవస్థలను ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ ఆధారంగా సమగ్ర పద్ధతులను ఉపయోగించి అధ్యయనం చేసి అభివృద్ధి చేసే కొత్త అంశం.ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ యొక్క సైద్ధాంతిక ఆధారం ఆప్టిక్స్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్, ఇందులో వేవ్ ఆప్టిక్స్ మరియు ఇన్ఫర్మేషన్ ఆప్టిక్స్, నాన్ లీనియర్ ఆప్టిక్స్, సెమీకండక్టర్ ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్, క్రిస్టల్ ఆప్టిక్స్, థిన్ ఫిల్మ్ ఆప్టిక్స్, గైడెడ్ వేవ్ ఆప్టిక్స్, కపుల్డ్ మోడ్ మరియు పారామెట్రిక్ ఇంటరాక్షన్ థియరీ, థిన్ ఫిల్మ్ సిస్టమ్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్ పరికరాలు.సాంకేతిక ఆధారం ప్రధానంగా థిన్ ఫిల్మ్ టెక్నాలజీ మరియు మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ టెక్నాలజీ.ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ సెన్సింగ్ టెక్నాలజీ, ఆప్టికల్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్, ఆప్టికల్ కంప్యూటర్ మరియు ఆప్టికల్ స్టోరేజ్‌తో పాటు, మెటీరియల్ సైన్స్ రీసెర్చ్, ఆప్టికల్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, స్పెక్ట్రల్ రీసెర్చ్ వంటి ఇతర రంగాలు ఉన్నాయి.

మొదట, ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ ప్రయోజనాలు

1. వివిక్త ఆప్టికల్ పరికర వ్యవస్థలతో పోలిక

వివిక్త ఆప్టికల్ పరికరం అనేది ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌ను రూపొందించడానికి పెద్ద ప్లాట్‌ఫారమ్ లేదా ఆప్టికల్ బేస్‌పై స్థిరపడిన ఒక రకమైన ఆప్టికల్ పరికరం.వ్యవస్థ యొక్క పరిమాణం 1m2 క్రమంలో ఉంటుంది మరియు పుంజం యొక్క మందం 1cm ఉంటుంది.దాని పెద్ద పరిమాణంతో పాటు, అసెంబ్లీ మరియు సర్దుబాటు కూడా చాలా కష్టం.ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్ క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది:

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

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

(3) పరికరం పరిమాణం మరియు పరస్పర చర్య పొడవు తగ్గించబడ్డాయి;అనుబంధ ఎలక్ట్రానిక్స్ కూడా తక్కువ వోల్టేజీల వద్ద పనిచేస్తాయి.

4. అధిక శక్తి సాంద్రత.వేవ్‌గైడ్‌తో పాటు ప్రసారం చేయబడిన కాంతి ఒక చిన్న స్థానిక స్థలానికి పరిమితం చేయబడింది, దీని ఫలితంగా అధిక ఆప్టికల్ పవర్ డెన్సిటీ ఏర్పడుతుంది, ఇది అవసరమైన పరికర ఆపరేటింగ్ థ్రెషోల్డ్‌లను చేరుకోవడం మరియు నాన్ లీనియర్ ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్‌లతో పని చేయడం సులభం.

5. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ సాధారణంగా సెంటీమీటర్-స్కేల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లో ఏకీకృతం చేయబడతాయి, ఇది పరిమాణంలో చిన్నది మరియు బరువు తక్కువగా ఉంటుంది.

2. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లతో పోలిక

ఆప్టికల్ ఇంటిగ్రేషన్ యొక్క ప్రయోజనాలను రెండు అంశాలుగా విభజించవచ్చు, ఒకటి ఇంటిగ్రేటెడ్ ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్ (ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్)ని ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్ (ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సర్క్యూట్)తో భర్తీ చేయడం;మరొకటి ఆప్టికల్ ఫైబర్ మరియు డైలెక్ట్రిక్ ప్లేన్ ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌కు సంబంధించినది, ఇది సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడానికి వైర్ లేదా ఏకాక్షక కేబుల్‌కు బదులుగా లైట్ వేవ్‌కు మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

సమీకృత ఆప్టికల్ మార్గంలో, ఆప్టికల్ మూలకాలు పొర ఉపరితలంపై ఏర్పడతాయి మరియు ఉపరితలం లోపల లేదా ఉపరితలంపై ఏర్పడిన ఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్‌ల ద్వారా అనుసంధానించబడతాయి.థిన్ ఫిల్మ్ రూపంలో ఒకే సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఆప్టికల్ ఎలిమెంట్‌లను అనుసంధానించే ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ పాత్, 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 వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

సాధారణంగా, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లను ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ సర్క్యూట్‌లతో భర్తీ చేయడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు, పెరిగిన బ్యాండ్‌విడ్త్, వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సింగ్, మల్టీప్లెక్స్ స్విచింగ్, చిన్న కప్లింగ్ నష్టం, చిన్న పరిమాణం, తక్కువ బరువు, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, మంచి బ్యాచ్ తయారీ ఆర్థిక వ్యవస్థ మరియు అధిక విశ్వసనీయత.కాంతి మరియు పదార్థం మధ్య వివిధ పరస్పర చర్యల కారణంగా, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్, ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, ఎకౌస్టో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, థర్మో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్ మరియు మొదలైన అనేక భౌతిక ప్రభావాలను ఉపయోగించడం ద్వారా కొత్త పరికర విధులను కూడా గ్రహించవచ్చు. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ మార్గం యొక్క కూర్పు.

2. ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టిక్స్ పరిశోధన మరియు అప్లికేషన్

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

1. కమ్యూనికేషన్ మరియు ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లు

హై-స్పీడ్ రెస్పాన్స్ ఇంటిగ్రేటెడ్ లేజర్ సోర్స్, వేవ్‌గైడ్ గ్రేటింగ్ అర్రే డెన్స్ వేవ్‌లెంగ్త్ డివిజన్ మల్టీప్లెక్సర్, నారోబ్యాండ్ రెస్పాన్స్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోడెటెక్టర్, రూటింగ్ వేవ్‌లెంగ్త్ కన్వర్టర్, ఫాస్ట్ రెస్పాన్స్ ఆప్టికల్ స్విచింగ్ మ్యాట్రిక్స్‌తో సహా హై స్పీడ్ మరియు లార్జ్ కెపాసిటీ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లను గ్రహించడానికి ఆప్టికల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ పరికరాలు కీలక హార్డ్‌వేర్. తక్కువ నష్టం బహుళ యాక్సెస్ వేవ్‌గైడ్ బీమ్ స్ప్లిటర్ మరియు మొదలైనవి.

2. ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్

ఫోటాన్ కంప్యూటర్ అని పిలవబడేది కాంతిని సమాచార ప్రసార మాధ్యమంగా ఉపయోగించే కంప్యూటర్.ఫోటాన్‌లు బోసాన్‌లు, వీటికి విద్యుత్ ఛార్జ్ ఉండదు, మరియు కాంతి కిరణాలు ఒకదానికొకటి ప్రభావితం చేయకుండా సమాంతరంగా లేదా క్రాస్ చేయగలవు, ఇది గొప్ప సమాంతర ప్రాసెసింగ్ యొక్క సహజ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్ పెద్ద సమాచార నిల్వ సామర్థ్యం, ​​బలమైన వ్యతిరేక జోక్య సామర్థ్యం, ​​పర్యావరణ పరిస్థితుల కోసం తక్కువ అవసరాలు మరియు బలమైన తప్పు సహనం వంటి ప్రయోజనాలను కూడా కలిగి ఉంది.ఫోటోనిక్ కంప్యూటర్ల యొక్క అత్యంత ప్రాథమిక ఫంక్షనల్ భాగాలు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ స్విచ్‌లు మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టికల్ లాజిక్ భాగాలు.

3. ఆప్టికల్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసర్, ఫైబర్ ఆప్టిక్ సెన్సార్, ఫైబర్ గ్రేటింగ్ సెన్సార్, ఫైబర్ ఆప్టిక్ గైరోస్కోప్ మొదలైన ఇతర అప్లికేషన్లు.