И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А
5
ВВЕДЕНИЕ
Характерной чертой настоящего времени является возрастание требова-
ний к производительности и надежности систем обработки и передачи инфор-
мации. Широкополосность электромагнитных колебаний оптического диапазо-
на, доступность визуального восприятия, электрическая нейтральность фотонов
наилучшим образом соответствуют обработке и передаче больших массивов
информации, в том числе представленных в картинах и образах. Эти факторы
обусловили разработку и создание волоконно-оптических линий связи (ВОЛС)
и развитие элементной базы на основе новейших достижений оптоэлектроники.
В настоящее время оптические линии связи применяются как для непосредст-
венной передачи информации, так и для одновременной ее обработки. Вопро-
сами разработки, технологии изготовления и внедрения устройств для оптиче-
ской обработки информации занимается интегральная оптика. В настоящее
время устройства, предназначенные для оптической обработки информации,
управления и каналирования оптического излучения выполняются в виде опти-
ческих интегральных схем (ОИС).
По аналогии с интегральными схемами микроэлектроники под ОИС по-
нимается устройство, выполненное на общей подложке и осуществляющее опе-
рацию (ряд операций) по обработке информационного сигнала (набора сигна-
лов). Основное отличие ОИС от традиционных интегральных схем микроэлек-
троники состоит в том, что носителем информации в этом случае является оп-
тическое излучение, распространяющееся в оптических волноводах различного
типа. Для обработки информационных сигналов используются, соответственно,
оптические методы на основе различных физических явлений линейной и не-
линейной оптики.
При использовании оптических методов обработки информации в
волноводном тракте используются как преимущества оптического канала
передачи информации (высокое быстродействие, помехозащищенность), так и
достоинства, присущие собственно ОИС (высокая надежность, компактность,
низкая потребляемая мощность, возможность монолитного интегрального
исполнения).
Оптические методы обработки информации, несмотря на длительный пе-
риод развития, глубокую теоретическую и экспериментальную проработку их
физических основ, находятся еще в стадии развития и не получили пока про-
мышленного воплощения. Основные причины этого – отсутствие универсаль-
ного материала для ОИС, что не позволяет еще преодолеть их конструктивно-
технологическую и приборно-физическую гибридность, а также отсутствие
полного набора однотипных волноводных элементов ОИС, взаимосогласован-
ных по параметрам и эксплуатационным характеристикам и пригодных для ин-
теграции на общей подложке.
В настоящее время число специалистов, занимающихся разработкой и
применением таких устройств, непрерывно растет, что обусловлено большими
успехами в области волоконной оптики, необходимостью увеличения быстро-
действия устройств обработки информации. Можно с уверенностью отметить,
I,II,1,2,3,4 6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,...108