ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் என்றால் என்ன?

ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலின் கருத்தாக்கம் 1969-ஆம் ஆண்டில் பெல் ஆய்வகத்தைச் சேர்ந்த டாக்டர் மில்லரால் முன்வைக்கப்பட்டது. ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் என்பது, ஒளியியல் மின்னணுவியல் மற்றும் நுண்மின்னணுவியலின் அடிப்படையில் ஒருங்கிணைந்த முறைகளைப் பயன்படுத்தி ஒளியியல் சாதனங்களையும் கலப்பின ஒளியியல் மின்னணு சாதன அமைப்புகளையும் ஆய்வு செய்து உருவாக்கும் ஒரு புதிய பாடமாகும். ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலின் கோட்பாட்டு அடிப்படை, ஒளியியல் மற்றும் ஒளியியல் மின்னணுவியல் ஆகும். இதில் அலை ஒளியியல் மற்றும் தகவல் ஒளியியல், நேரியலற்ற ஒளியியல், குறைக்கடத்தி ஒளியியல் மின்னணுவியல், படிக ஒளியியல், மென்படல ஒளியியல், வழிகாட்டப்பட்ட அலை ஒளியியல், இணைந்த முறை மற்றும் அளவுரு இடைவினைக் கோட்பாடு, மென்படல ஒளியியல் அலைவழிகாட்டி சாதனங்கள் மற்றும் அமைப்புகள் ஆகியவை அடங்கும். இதன் தொழில்நுட்ப அடிப்படை முக்கியமாக மென்படலத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் நுண்மின்னணுவியல் தொழில்நுட்பம் ஆகும். ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலின் பயன்பாட்டுத் துறை மிகவும் பரந்ததாகும். ஒளியிழைத் தொடர்பு, ஒளியிழை உணர் தொழில்நுட்பம், ஒளியியல் தகவல் செயலாக்கம், ஒளியியல் கணினி மற்றும் ஒளியியல் சேமிப்பு ஆகியவற்றுடன், பொருள் அறிவியல் ஆராய்ச்சி, ஒளியியல் கருவிகள், நிறமாலை ஆராய்ச்சி போன்ற பிற துறைகளிலும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

முதலில், ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் நன்மைகள்

1. தனித்த ஒளியியல் சாதன அமைப்புகளுடன் ஒப்பீடு

தனித்த ஒளியியல் சாதனம் என்பது ஒரு பெரிய மேடை அல்லது ஒளியியல் அடித்தளத்தில் பொருத்தப்பட்டு ஒரு ஒளியியல் அமைப்பை உருவாக்கும் ஒரு வகை ஒளியியல் சாதனமாகும். இந்த அமைப்பின் அளவு சுமார் 1 சதுர மீட்டர் ஆகும், மற்றும் ஒளிக்கற்றையின் தடிமன் சுமார் 1 செ.மீ. ஆகும். அதன் பெரிய அளவைத் தவிர, பொருத்துவதும் சரிசெய்வதும் மிகவும் கடினம். ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் அமைப்பு பின்வரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது:

1. ஒளி அலைகள் ஒளி அலை வழிகாட்டிகளில் பரவுகின்றன, மேலும் ஒளி அலைகளைக் கட்டுப்படுத்துவதும் அவற்றின் ஆற்றலைப் பராமரிப்பதும் எளிதானது.

2. ஒருங்கிணைப்பு நிலையான நிலைப்படுத்தலை வழங்குகிறது. மேலே குறிப்பிட்டபடி, ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலானது ஒரே அடித்தளத்தில் பல சாதனங்களை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, எனவே தனித்தனி ஒளியியலில் உள்ளதைப் போன்ற இணைப்புச் சிக்கல்கள் இதில் இல்லை. இதனால், இந்த இணைப்பு நிலையானதாக இருப்பதுடன், அதிர்வு மற்றும் வெப்பநிலை போன்ற சுற்றுச்சூழல் காரணிகளுக்கும் இது மிகவும் ஏற்புடையதாக உள்ளது.

(3) சாதனத்தின் அளவு மற்றும் இடைவினை நீளம் குறைக்கப்படுகிறது; அதனுடன் தொடர்புடைய மின்னணுவியல் சாதனங்களும் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் இயங்குகின்றன.

4. உயர் ஆற்றல் அடர்த்தி. அலைவழிப்பாதையில் கடத்தப்படும் ஒளி ஒரு சிறிய உள்ளூர் இடத்திற்குள் கட்டுப்படுத்தப்படுவதால், உயர் ஒளியியல் ஆற்றல் அடர்த்தி உருவாகிறது. இது, தேவையான சாதன இயக்க வரம்புகளை எளிதில் அடையவும், நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் விளைவுகளுடன் செயல்படவும் உதவுகிறது.

5. ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் கருவிகள் பொதுவாக சென்டிமீட்டர் அளவிலான ஒரு அடித்தளத்தில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, இது அளவில் சிறியதாகவும் எடையில் இலகுவாகவும் இருக்கும்.

2. ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுடன் ஒப்பீடு

ஒளியியல் ஒருங்கிணைப்பின் நன்மைகளை இரண்டு அம்சங்களாகப் பிரிக்கலாம். ஒன்று, ஒருங்கிணைந்த மின்னணு அமைப்பிற்குப் (ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்று) பதிலாக ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் அமைப்பைப் (ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் மின்சுற்று) பயன்படுத்துவது; மற்றொன்று, சமிக்ஞையைக் கடத்துவதற்காகக் கம்பி அல்லது ஒருங்கச்சு கேபிளுக்குப் பதிலாக ஒளி அலையை வழிநடத்தும் ஒளியிழை மற்றும் மின்காப்புத் தள ஒளியியல் அலைவழிகாட்டியுடன் தொடர்புடையது.

ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் பாதையில், ஒளியியல் கூறுகள் ஒரு வேஃபர் தளத்தின் மீது உருவாக்கப்பட்டு, அந்தத் தளத்தின் உள்ளே அல்லது மேற்பரப்பில் உருவாக்கப்பட்ட ஒளியியல் அலைவழிகளால் இணைக்கப்படுகின்றன. ஒளியியல் கூறுகளை ஒரே தளத்தில் ஒரு மெல்லிய படல வடிவில் ஒருங்கிணைக்கும் இந்த ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் பாதை, அசல் ஒளியியல் அமைப்பின் அளவைக் குறைப்பதற்கும் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும் ஒரு முக்கியமான வழியாகும். இந்த ஒருங்கிணைந்த சாதனம் சிறிய அளவு, நிலையான மற்றும் நம்பகமான செயல்திறன், அதிக செயல்திறன், குறைந்த மின் நுகர்வு மற்றும் எளிதான பயன்பாடு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

பொதுவாக, ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுக்குப் பதிலாக ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் சுற்றுகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகளில் அதிகரித்த அலைவரிசை, அலைநீளப் பிரிவு பன்முகப்படுத்தல், பன்முக நிலைமாற்றம், குறைந்த இணைப்பு இழப்பு, சிறிய அளவு, குறைந்த எடை, குறைந்த மின் நுகர்வு, சிறந்த தொகுதி தயாரிப்பு சிக்கனம் மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும். ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான பல்வேறு இடைவினைகளின் காரணமாக, ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் பாதையின் அமைப்பில் ஒளிமின் விளைவு, மின்-ஒளியியல் விளைவு, ஒலி-ஒளியியல் விளைவு, காந்த-ஒளியியல் விளைவு, வெப்ப-ஒளியியல் விளைவு போன்ற பல்வேறு இயற்பியல் விளைவுகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் புதிய சாதனச் செயல்பாடுகளையும் உணர முடியும்.

2. ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலின் ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாடு

ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல், தொழில், இராணுவம் மற்றும் பொருளாதாரம் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், இது முக்கியமாகப் பின்வரும் அம்சங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

1. தகவல் தொடர்பு மற்றும் ஒளியியல் வலையமைப்புகள்

அதிவேக மற்றும் அதிக கொள்ளளவு கொண்ட ஒளியியல் தகவல் தொடர்பு வலையமைப்புகளை நனவாக்குவதற்கு, ஒளியியல் ஒருங்கிணைந்த சாதனங்கள் முக்கிய வன்பொருள்களாகும். இவற்றில் அதிவேக பதிலளிப்பு ஒருங்கிணைந்த லேசர் மூலம், அலைவழி கீற்று வரிசை அடர்த்தியான அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சர், குறுகிய அலைவரிசை பதிலளிப்பு ஒருங்கிணைந்த ஒளி உணரி, வழித்தட அலைநீள மாற்றி, வேகமான பதிலளிப்பு ஒளியியல் நிலைமாற்று அணி, குறைந்த இழப்பு பல அணுகல் அலைவழி கற்றைப் பிரிப்பான் மற்றும் பல அடங்கும்.

2. ஒளியியல் கணினி

ஃபோட்டான் கணினி என்பது ஒளியைத் தகவல் பரிமாற்ற ஊடகமாகப் பயன்படுத்தும் ஒரு கணினியாகும். ஃபோட்டான்கள் என்பவை மின்னூட்டமற்ற போசான்கள் ஆகும். இவற்றின் ஒளிக்கற்றைகள் ஒன்றுக்கொன்று பாதிப்பின்றி இணையாகவோ அல்லது குறுக்காகவோ கடந்து செல்ல முடியும். இதனால், இது சிறந்த இணைச் செயலாக்கத்திற்கான உள்ளார்ந்த திறனைக் கொண்டுள்ளது. ஃபோட்டான் கணினியானது, பெரிய தகவல் சேமிப்புத் திறன், வலுவான குறுக்கீடு எதிர்ப்புத் திறன், குறைந்த சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள் மற்றும் வலுவான பிழை தாங்கும் திறன் போன்ற நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளது. ஃபோட்டான் கணினிகளின் மிக அடிப்படையான செயல்பாட்டுக் கூறுகள், ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் நிலைமாற்றிகள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் தர்க்கக் கூறுகள் ஆகும்.

3. ஒளியியல் தகவல் செயலி, ஒளியிழை உணரி, ஒளியிழை கீற்று உணரி, ஒளியிழை சுழல்மானி போன்ற பிற பயன்பாடுகள்.