Dari perspektif aplikasi komersial dan pengembangan teknologi berskala besar, komunikasi optik berdasarkan komponen fotonik dan teknologi integrasi fotonik telah mengalami evolusi jangka panjang dari rangkaian tulang belakang peringkat kebangsaan, serat ke rumah, peralatan dan tingkat papan penyambungan gentian ke jalan interkoneksi optik peringkat modul. Dengan peningkatan berterusan keperluan pembangunan komunikasi seperti kelajuan ultra-tinggi, jalur lebar ultra, penggunaan kuasa rendah, dan masa yang sangat pendek, seperti komunikasi mudah alih 5G dan 6G, rangkaian maklumat ruang dan bumi bersepadu, integrasi optik dan elektrik telah menjadi trend pengembangan teknologi utama, dan pengembangan teknologi teras Mula fokus pada integrasi optoelektronik peringkat cip.
Dalam 40 tahun yang lalu, dengan pengembangan dan kematangan teknologi integrasi fotonik, teknologi mengintegrasikan pelbagai alat fotonik dan peranti elektronik ke dalam modul atau bahkan satu cip telah dilaksanakan secara beransur-ansur. Dengan percepatan peningkatan komunikasi rangkaian di masa depan, percanggahan antara keperluan aplikasi dan prestasi, ukuran, dan kos peranti optoelektronik akan menjadi semakin jelas. Sebagai kaedah terpenting untuk menyelesaikan kontradiksi ini, teknologi integrasi optoelektronik akan semakin menjadi peneraju dalam bidang optoelektronik di dalam dan luar negeri Trend pembangunan dan tempat penyelidikan yang bersaing.
1. Status pembangunan dan kemajuan teknologi integrasi optoelektronik
Setelah puluhan tahun berkembang, teknologi dan industri optoelektronik telah mencapai kejayaan yang besar. Peranan sokongan optoelektronik untuk pembangunan sosial dan ekonomi nasional telah menjadi permuafakatan semua negara. Banyak negara telah mengadakan pelbagai program penyelidikan optoelektronik.
Teknologi integrasi optoelektronik telah membentuk klasifikasi subjek yang berbeza untuk kemajuan perbatasan, keperluan aplikasi dan tahap pemprosesan maklumat yang berbeza. Sebagai contoh, ia telah membentuk subjek maklumat optoelektronik berkelajuan tinggi untuk keperluan teknologi komunikasi optik jalur lebar; untuk merealisasikan pelbagai bahan fungsional baru pada skala Mikro-Nano Dengan pengembangan peranti, fotonik Mikro-Nano dan disiplin pengimejan dan paparan beresolusi ultra tinggi telah dibentuk; sebagai tindak balas terhadap permintaan yang semakin meningkat untuk pencahayaan semikonduktor dan pengesanan cahaya ultraviolet, disiplin optikelektronik semikonduktor jurang lebar telah dibentuk. Di samping itu, teknologi peranti unit semasa pada dasarnya matang, tetapi tidak ada sistem bahan yang dapat menjadi satu-satunya sistem bahan bersepadu fotonik. Keberadaan pelbagai sistem bahan akan menjadi keadaan teknologi bersepadu optoelektronik untuk masa yang lama di masa depan.
Selepas itu, peranti optoelektronik khas dan teknologi integrasi akan dijelaskan secara berasingan.
(1) Cip bersepadu untuk fungsi komunikasi optik dan pemprosesan maklumat
Dalam menghadapi hambatan teknikal yang dihadapi oleh komunikasi optik dan pemprosesan maklumat, teknologi reka bentuk, penyediaan, pembungkusan dan aplikasi cip bersepadu untuk komunikasi optik dan pemprosesan maklumat telah mencapai kemajuan besar. Status dan kemajuan penyelidikan utama adalah seperti berikut:
Bahan fungsional: Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penembusan dalam rangkaian bahan baru seperti kristal atom dua dimensi dan penebat topologi telah memberikan peluang pengembangan untuk meneroka prinsip baru dan peranti berfungsi maklumat struktur baru. Menguasai bahan semikonduktor baru dan teknologi peranti asas baru akan memanfaatkan ketinggian teknologi maklumat generasi akan datang. Merebut peluang yang dibawa oleh bahan fungsional maklumat baru dan meneroka struktur baru dan alat prinsip baru akan meletakkan asas bagi pengembangan teknologi maklumat baru.
Teknologi integrasi: Integrasi fotonik adalah satu-satunya cara untuk menerobos hambatan GG; kelajuan&;,&"; penggunaan kuasa GG"; dan&"kecerdasan GG"; dihadapi oleh sistem maklumat. Pada masa ini, teknologi peranti unit pada dasarnya matang. Cara merealisasikan sistem penyatuan sistem berbilang bahan dan peranti pelbagai fungsi adalah Masalah yang perlu dikaji dan diselesaikan dengan segera. Di samping itu, untuk rangkaian jalur lebar, data besar dan komunikasi 5G, perlu memberi tumpuan kepada sains dan teknologi utama seperti kesesuaian proses penyediaan, padanan medan mod, dan gandingan silang mod optik.
Aplikasi sistem: Dilihat dari situasi persaingan negara-negara barat dalam bidang komunikasi optik, kapasiti ultra besar dan transmisi optik jarak jauh, sambungan data optik pusat data, rangkaian optik cip, optikelektronik hibrid berbilang bahan berasaskan silikon cip dan peranti, penghantaran optik ruang berkapasiti besar telah menjadi hotspot antarabangsa. Persaingan masa depan terutamanya akan dicerminkan dalam" generasi seterusnya transmisi optik berkapasiti ultra besar dan akses optik" ;," kepadatan tinggi, lebar jalur tinggi, latensi rendah, dan interkoneksi optik berkuasa rendah pusat data generasi baru" ;," komunikasi cahaya tampak baru" dan&"; Pembinaan ruang dari pelbagai platform seperti GG"; transmisi optik bersepadu-ke-tanah&";
