Fra perspektivet til store kommersielle applikasjoner og teknologiutvikling, har optisk kommunikasjon basert på fotoniske komponenter og fotonisk integrasjonsteknologier opplevd en langsiktig utvikling fra nasjonale ryggradenettverk, fiber-til-hjemmet, utstyr og kortnivå fiberkobling til optisk samtrafikkvei på modulnivå. Med kontinuerlig forbedring av kommunikasjonsutviklingskrav som ultrahastighets, ultrabredbånd, lavt strømforbruk og ultra kort tid, for eksempel 5G og 6G mobilkommunikasjon, integrert informasjonsnettverk av rom og jord, optisk og elektrisk integrasjon har blitt en viktig teknologisk utviklingstrend, og utvikling av kjerneteknologier Begynte å fokusere på chip-nivå optoelektronisk integrasjon.
I løpet av de siste 40 årene, med utvikling og modenhet av fotonisk integreringsteknologi, har teknologien for å integrere flere fotoniske enheter og elektroniske enheter i en modul eller til og med en enkelt brikke blitt gradvis realisert. Med akselerasjonen av nettverkskommunikasjonsoppgraderinger i fremtiden, vil motsetningen mellom applikasjonskrav og ytelse, størrelse og kostnad for optoelektroniske enheter bli stadig mer åpenbar. Som det viktigste middelet for å løse denne motsetningen, vil optoelektronisk integrasjonsteknologi i økende grad bli ledende innen optoelektronisk felt hjemme og i utlandet.
1. Utviklingsstatus og fremgang for optoelektronisk integrasjonsteknologi
Etter flere tiår med utvikling har optoelektronisk teknologi og industri gjort store prestasjoner. Støtterollen til optoelektronikk for nasjonal sosial og økonomisk utvikling har blitt konsensus i alle land. Mange land har etablert ulike optoelektroniske forskningsprogrammer.
Optoelektronisk integrasjonsteknologi har dannet forskjellige emneklassifiseringer for fremdrift, applikasjonskrav og forskjellige stadier av informasjonsbehandling. For eksempel har den dannet et høyhastighets optoelektronisk informasjonsemne for behovene til bredbåndsoptisk kommunikasjonsteknologi; for realisering av forskjellige nye funksjonelle materialer på Micro-Nano skala Med utviklingen av enheter har det blitt dannet Micro-Nano fotonikk og ultra-høyoppløselig bildebehandling og display disipliner; som svar på den økende etterspørselen etter halvlederbelysning og deteksjon av ultrafiolett lys, har det blitt dannet en bredbåndsspalt halvlederoptoelektronikkdisiplin. I tillegg er den nåværende enhetsteknologien i utgangspunktet moden, men ingen materielle systemer kan bli det eneste fotoniske integrerte materialsystemet. Sameksistensen av flere materielle systemer vil bli tilstanden til optoelektronisk integrert teknologi i lang tid i fremtiden.
Etter det vil de typiske optoelektroniske enhetene og integrasjonsteknologiene bli forklart separat.
(1) Integrert brikke for optisk kommunikasjon og informasjonsbehandlingsfunksjoner
I møte med tekniske flaskehalser med optisk kommunikasjon og informasjonsbehandling har design, klargjøring, emballering og applikasjonsteknologi til integrerte brikker for optisk kommunikasjon og informasjonsbehandling gjort store fremskritt. Den viktigste forskningsstatusen og fremdriften er som følger:
Funksjonelle materialer: De siste årene har gjennombrudd i en serie nye materialer som todimensjonale atomkrystaller og topologiske isolatorer gitt utviklingsmuligheter for å utforske nye prinsipper og nye strukturelle informasjonsfunksjonelle enheter. Å mestre nye halvledermaterialer og ny prinsipiell enhetsteknologi vil gripe de kommanderende høydene til neste generasjon av informasjonsteknologi. Å utnytte mulighetene som nye informasjonsfunksjonelle materialer gir og utforske nye strukturer og nye prinsipielle enheter, vil legge grunnlaget for den nye utviklingen av informasjonsteknologi.
Integrasjonsteknologi: Fotonisk integrasjon er den eneste måten å bryte gjennom flaskehalsene på" hastighet" ;," strømforbruk" ;, og" intelligens" møtt av informasjonssystemer. For tiden er enhetsteknologien i utgangspunktet moden. Hvordan realisere systemintegrasjonen av multimaterialsystemer og multifunksjonelle enheter er problemer som må studeres og løses med en gang. I tillegg, for bredbåndsnettverk, big data og 5G-kommunikasjon, er det nødvendig å fokusere på nøkkelvitenskap og teknologi, for eksempel forberedelse av prosesskompatibilitet, modusfeltmatching og optisk modus krysskobling.
Systemapplikasjon: Bedømme fra konkurransesituasjonen i vestlige land innen optisk kommunikasjon, ultra-stor kapasitet og ultra-lang avstand optisk overføring, datasenter optisk sammenkobling, on-chip optisk nettverk, silisiumbasert multi-material hybrid optoelektronisk integrert chips og enheter, optisk romoverføring med stor kapasitet har blitt et internasjonalt hotspot. Fremtidig konkurranse vil hovedsakelig reflekteres i" neste generasjon optisk overføring med ultra-stor kapasitet og optisk tilgang"" høy tetthet, høy båndbredde, lav latens og lav effekt optisk sammenkobling av en ny generasjon datasentre" ;," kommunikasjon med nytt synlig lys" og" space Konstruksjon av forskjellige plattformer som" space-to-ground integrert optisk overføring" ;.
