光波導(dǎo)理論ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電子學(xué) 、 通信 、 薄膜技術(shù)等為一體的獨立的 交叉學(xué)科 ，是當(dāng)今光學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域的 發(fā)展前沿之一 ，是光學(xué)發(fā)展的 必由之路和高級階段 。 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 167。 集成光學(xué)的特點 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 集成光學(xué)系統(tǒng)與離散光學(xué)器件系統(tǒng)的比較 ? (1)光波在光波導(dǎo)中傳播 ， 光波容易控制和保持其能量 。 ? (2)集成化帶來的穩(wěn)固定位 。 ? (3)器件尺寸和相互作用長度縮短；相關(guān)的電子器件的工作電壓也較低 。 ? (4)功率密度高 。 沿波導(dǎo)傳輸?shù)墓獗幌拗圃讵M小的局部空間 ，導(dǎo)致較高的功率密度 ， 容易達(dá)到必要的器件工作閾值和利用非線性效應(yīng)工作 。 ? (5)體積小 ， 重量輕 。 集成光學(xué)器件一般集成在厘米尺度的襯底上 ， 其體積小 ， 重量輕 。 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 集成光路與集成電路的比較 用集成光路代替集成電路的優(yōu)點包括帶寬增加 ， 波分復(fù)用 ，多路開關(guān) 。 耦合損耗小 ， 尺寸小 ， 重量輕 ， 功耗小 ， 成批制備經(jīng)濟(jì)性好 ， 可靠性高等 。 由于光和物質(zhì)的多種相互作用 ， 還可以在集成光路的構(gòu)成中 ， 利用諸如光電效應(yīng) 、 電光效應(yīng) 、 聲光效應(yīng) 、 磁光效應(yīng) 、 熱光效應(yīng)等多種物理效應(yīng) ，實現(xiàn)新型的器件功能 。 把激光器、調(diào)制器、探測器等有源器件集成在同一襯底上，并用光波導(dǎo)、隔離器、耦合器和濾波器等無源器件連接起來構(gòu)成的微型光學(xué)系統(tǒng)稱為 集成光路 ，以實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的薄膜化、微型化和集成化。 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 1 光波導(dǎo)具有非常寬的帶寬 2 光子器件中光子運動速度比電子器件中電子高得多 ， 而且沒有導(dǎo)線電容和電感對頻率的限制 3 在同一光路上可以傳輸和處理多個或多頻率的信號 ， 即實現(xiàn) “ 波分多路復(fù)用 ” 4 在空間上可以實現(xiàn)一維或二維以致三維立體的多路陣列傳輸及存儲 、 處理 5 較小的尺寸 、 重量 ， 較低功耗 6 成批制造的前景和經(jīng)濟(jì)性 7 改善可靠性 8 改善光學(xué)連接及對準(zhǔn)的穩(wěn)定性和可靠性 ， 避免由于震動帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定或失敗 9 降低成本 （ 制造 、 應(yīng)用 、 維護(hù) 、 升級 ） 集成光路的優(yōu)點 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 光元器件與電子元器件的特性比較 特征項 光元器件 電子元器件 (a)基本作用 光波導(dǎo)中的光傳輸及光與電子 /晶格的相互作用 襯底表面附近的電子傳輸與控制 (b)基本元器件 光波導(dǎo) ， 半導(dǎo)體激光器等 晶體管 、 電阻 、 電容 (c)元器件尺寸 （ 厚度方向 ） 波長 （ 微米 ） 量級 ， 個別達(dá)到納米量級 數(shù)十納米至數(shù)微米 (d)元器件尺寸 （ 長度方向 ） 微米至數(shù)毫米 ， 個別達(dá)到納米級 數(shù)十納米至數(shù)微米 (e)與其他部件的連接 稍難 —— 需要精密的位置精度 （ μm） ， 光波導(dǎo) 容易 —— 電氣布線 ， 導(dǎo)體 (f)元器件可靠性 有問題 ， 通常需要檢測全部元器件 幾乎沒有問題 ， 通常進(jìn)行抽驗 (g)元器件制造工藝 多樣 ， 研究開發(fā)中 基本平面工藝 ， 已成熟 平板波導(dǎo)幾何光學(xué)分析 2022年 2月 167。 集成光學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)狀 1962年開發(fā)出了第一個半導(dǎo)體同質(zhì)結(jié)激光二極管 ， 但其效率較低 ， 閾值電流較大 ， 不能在室溫下連續(xù)工作 。 1967年異質(zhì)結(jié)外延生長技術(shù)的出現(xiàn) ， 拉開了半導(dǎo)體激光器實用化的序幕 。 1969年， S. E. Miller提出“集成光學(xué)”概念 1970年實現(xiàn)了激光二極管的室溫連續(xù)工作 。 此后 ， 分布反饋式和分布布拉格反射器式激光器 、 量子阱和應(yīng)變量子阱激光器 、 垂直腔面發(fā)射激光器 、 半導(dǎo)體激光器陣列等半導(dǎo)體激光器 、 半導(dǎo)體光放大器和集成光源不斷涌現(xiàn) ， 為集成光學(xué)長遠(yuǎn)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1