От гледна точка на широкомащабни търговски приложения и технологично развитие оптичните комуникации, базирани на фотонни компоненти и фотонни технологии за интеграция, са се наблюдавали дългосрочна еволюция от мрежите на национално ниво, оптичен към дом, оборудване и влакно за свързване на бордови влакна до оптична връзка между отделните модули. С непрекъснатото подобряване на изискванията за развитие на комуникациите като свръхвисока, свръхшироколентов, ниска консумация на енергия, и ултра-кратко време, като 5G и 6G мобилни комуникации, интегрирана информационна мрежа на пространство и земя, оптична и електрическа интеграция се превърна в основен технологичен тренд на развитие, и развитието на основните технологии Започва да се съсредоточи върху чип ниво оптоелектронна интеграция.
През последните 40 години, с развитието и зрелостта на фотонната интеграционна технология, технологията за интегриране на множество фотонни устройства и електронни устройства в модул или дори един-единствен чип постепенно се реализира. С ускоряването на мрежовите комуникационни подобрения в бъдеще, противоречието между изискванията за кандидатстване и производителността, размера и цената на оптоелектронните устройства ще става все по-очевидно. Като най-важно средство за решаване на това противоречие, оптоелектронната интеграция технология все повече ще се превърне в лидер в оптоелектронната област в страната и чужбина Тенденциите на развитие и горещите точки на конкуриращите се изследвания.
1. Статус на развитие и напредък на оптоелектронната интеграционна технология
След десетилетия развитие, оптоелектронната технология и индустрията са направили големи постижения. Подкрепящата роля на оптоелектроника за национално социално и икономическо развитие се превърна в консенсус във всички страни. Много страни са създали различни оптоелектронни изследователски програми.
Технологията за оптоелектронна интеграция е формирала различни по отношение на класификации за граничен напредък, изисквания към приложенията и различни етапи на обработка на информацията. Например, тя е образувала високоскоростен оптоелектронен информационен обект за нуждите на широколентовата оптична комуникационна технология; за реализация на различни нови функционални материали от микронанонообразната скала С развитието на устройства, микро-nano фотониката и ултра-висока резолюция на изображения и дисциплини дисплей са били формирани; В отговор на нарастващото търсене на полупроводниково осветление и откриване на ултравиолетова светлина, се формира дисциплина на полупроводниковите полупроводникови апарати. В допълнение, технологията на настоящото устройство единица е основно зрял, но не материална система може да се превърне в единствената фотонна интегрирана материална система. Съвместното съществуване на множество материални системи ще се превърне в състояние на оптоелектронна интегрирана технология за дълго време в бъдеще.
След това типичните оптоелектронни устройства и технологии за интеграция ще бъдат обяснени отделно.
(1) Интегриран чип за оптични функции за комуникация и обработка на информация
В лицето на техническите пречки пред оптичните комуникации и обработката на информация, технологиите за проектиране, подготовка, опаковане и приложение на интегрирани чипове за оптични комуникации и обработка на информация постигнали голям напредък. Основните изследователски статус и напредък са както следва:
Функционални материали: През последните години пробиви в серия от нови материали като двуизмерни атомни кристали и тоположки изолатори са предоставили възможности за развитие за проучване на нови принципи и нови структурни информационни функционални устройства. Овладяването на нови полупроводникови материали и технологията на новия принцип на устройството ще се възползва от височините на следващото поколение информационни технологии. Възползването от възможностите, които са предоставени от нови информационни функционални материали и проучването на нови структури и нови принципни устройства ще положи основите за новото развитие на информационните технологии.
Интеграция на технологии: Фотонната интеграция е единственият начин да се пробият пречките пред "скоростта", "консумацията на енергия" и "интелигентността", пред които са изправени информационните системи. В момента технологията на устройството единица е основно зряла. Как да реализираме системната интеграция на мулти-материални системи и мултифункционални устройства е Проблеми, които трябва да бъдат проучени и решени спешно. Освен това за широколентовите мрежи, големите информационни масиви и 5G комуникациите е необходимо да се съсредоточим върху ключовите научни и технологични технологии, като например съвместимостта на процеса на подготовка, съчетаването на режим на поле и кръстосания междуособствен режим.
Приложение на системата: Съдейки от конкурентната ситуация на западните страни в областта на оптичните комуникации, ултра-голям капацитет и ултра-далечни оптични предавания, оптична връзка с център за данни, оптична мрежа с чип, силиконови хибридни оптоелектронни интегрирани чипове и устройства, Оптично предаване на голям капацитет се превърна в международен хотспот. Бъдещата конкуренция ще бъде отразена главно в "следващото поколение на оптичен пренос и оптичен достъп от следващо поколение", "висока плътност, висока пропускателна способност, ниска латентност и нискомощна оптична връзка на ново поколение центрове за данни", "нова видима комуникация с светлина" и "пространство Изграждане на различни платформи като "пространство-земя интегрирана оптична трансмисия".
