Integratsiyalashgan fotonik va chipdagi optik aloqa

|
Integratsiyalashgan fotonik va chipdagi optik aloqa
|
bet | 7/10 | Sana | 20.05.2024 | Hajmi | 171,48 Kb. | | #246702 |
Bog'liq Yangi texnologiyalar asosida shakllangan optik tolalar Ubaydullayev KIntegratsiyalashgan fotonik va chipdagi optik aloqa
Chipdagi integratsiyalangan fotonika va optik aloqa Integratsiyalashgan fotonika optik komponentlar va funktsiyalarni bitta chip yoki platformada birlashtirish orqali optik aloqa sohasida inqilob qilishni va'da qiladigan transformatsion texnologiya sifatida paydo bo'ldi. Ushbu integratsiya ko'plab afzalliklarni, jumladan, ixchamlik, masshtablilik, quvvat samaradorligi va iqtisodiy samaradorlikni taqdim etadi, bu esa uni keyingi avlod optik aloqa tizimlari uchun istiqbolli yechimga aylantiradi. Ushbu bo'limda biz integral fotonika tushunchasini va uning chipdagi optik aloqaga ta'sirini o'rganamiz.
1. Integratsiyalashgan fotonika tamoyillari
Integratsiyalashgan fotonika yarimo'tkazgich yoki dielektrik substratda to'lqin o'tkazgichlar, modulyatorlar, detektorlar va yorug'lik manbalari kabi optik komponentlarni miniatyuralashtirish va integratsiyalashni o'z ichiga oladi. Yarimo'tkazgichlar sanoatida elektron integral mikrosxemalar (ICs) uchun ishlatiladiganlarga o'xshash yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish texnikasidan foydalangan holda, integratsiyalangan fotonika ixcham va monolit platformada murakkab optik tizimlarni yaratishga imkon beradi.
2. Integratsiyalashgan fotonikaning asosiy komponentlari
a) Optik to'lqin o'tkazgichlar
To'lqin o'tkazgichlari integratsiyalangan fotonikada asosiy qurilish bloklari bo'lib, chip ichidagi yorug'likni boshqaradi va cheklaydi. Chipdagi turli komponentlar o'rtasida optik signallarni yo'naltirish uchun har xil turdagi to'lqin o'tkazgichlari, shu jumladan kremniy-izolyator (SOI), silikon nitridi (SiN) va polimer asosidagi to'lqin o'tkazgichlar qo'llaniladi.
b) Modulatorlar va detektorlar
O'rnatilgan elektro-optik modulyatorlar va fotodetektorlar to'g'ridan-to'g'ri chipda optik signallarni modulyatsiya qilish va aniqlashni osonlashtiradigan muhim komponentlardir. Ushbu komponentlar optik tashuvchiga axborotni kodlash va dekodlash imkonini beradi, ma'lumotlarni uzatish jarayonini soddalashtiradi.
c) Optik filtrlar va multiplikatorlar
Integratsiyalashgan optik filtrlar, ajratgichlar va multipleksorlar/demultipleksatorlar optik signallarning spektral xususiyatlarini manipulyatsiya qilish va boshqarish uchun qo'llaniladi, bu esa chipda to'lqin uzunligini bo'lish multipleksatsiyasi (WDM) va spektral shakllantirish funktsiyalarini ta'minlaydi.
d) yorug'lik manbalari
Chipdagi integratsiyalangan yorug'lik manbalari, masalan, lazerlar va LEDlar, tashqi yorug'lik manbalariga bo'lgan ehtiyojni yo'qotib, integral fotonik sxema doirasida ma'lumotlarni uzatish va qayta ishlash uchun zarur optik signallarni ta'minlaydi.
3. Optik aloqada integral fotonikaning qo'llanilishi
a) Chipdagi optik ulanishlar
Integratsiyalashgan fotonik an'anaviy mis o'zaro bog'lanishlarni almashtirib, hisoblash tizimlari, ma'lumotlar markazlari va yuqori samarali hisoblash (HPC) platformalarida yuqori tezlikda, past kechikishli ma'lumotlar almashinuvi uchun chipdagi optik o'zaro ulanishlarni ishlab chiqish imkonini beradi.
b) Signalni optik qayta ishlash
Integratsiyalashgan fotonika to'lqin uzunligini konvertatsiya qilish, faza modulyatsiyasi va chastotani aralashtirish kabi ilg'or optik signallarni qayta ishlash usullarini osonlashtiradi, bu signalni samarali boshqarish va to'g'ridan-to'g'ri chipda optimallashtirish imkonini beradi.
c) Kvant fotonikasi va kvant aloqasi
Kvant fotonik qurilmalarining chipga integratsiyalashuvi kvant aloqasi, kvant hisoblash va kvant kriptografiyasi sohasidagi yutuqlarga yo'l ochadi, bu kvant mexanikasining noyob xususiyatlaridan xavfsiz va o'ta tezkor ma'lumotlarni uzatish uchun foydalanadi.
d) Sensing va biomedikal ilovalar
Integratsiyalashgan fotonika biologik va atrof-muhit parametrlarini real vaqt rejimida kuzatish va tahlil qilish imkonini beruvchi chipdagi optik sensorlar va zondlarni integratsiyalash orqali sezish, tasvirlash va biomedikal diagnostikada ilovalarni topadi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, integratsiyalangan fotonika optik aloqa texnologiyasidagi paradigmaning o'zgarishini ifodalaydi, optik komponentlar va tizimlarni chipga birlashtirish uchun ixcham, kengaytiriladigan va ko'p qirrali platformani taklif qiladi. Fotonika va elektronikaning monolit platformada birlashishi optik aloqa tarmoqlari, ma'lumotlar markazlari va kvant fotonikasi va biofotonika kabi rivojlanayotgan texnologiyalarning imkoniyatlarini rivojlantirish uchun ulkan salohiyatga ega. Yuqori tezlikdagi, yuqori sig'imli aloqaga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, integratsiyalashgan fotonik echimlarni ishlab chiqish va joylashtirish optik aloqa kelajagini shakllantirish, innovatsiyalarni rivojlantirish va turli sohalarda transformatsion ilovalarni ishga tushirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.
|
| |