من منظور التطبيقات التجارية على نطاق واسع وتطوير التكنولوجيا، والاتصالات البصرية القائمة على المكونات الضوئية وتكنولوجيات التكامل الضوئي شهدت تطورا طويل الأجل من الشبكات الأساسية على المستوى الوطني، من الألياف إلى المنزل، والمعدات والربط الألياف على مستوى المجلس إلى الطريق الربط البصري على مستوى الوحدة. مع التحسين المستمر لمتطلبات تطوير الاتصالات مثل فائقة السرعة ، النطاق العريض للغاية ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، ووقت قصير للغاية ، مثل الاتصالات المتنقلة 5G و 6G ، وشبكة المعلومات المتكاملة من الفضاء والأرض ، أصبح التكامل البصري والكهربائي اتجاهًا رئيسيًا للتطور التكنولوجي ، وبدأ تطوير التقنيات الأساسية في التركيز على التكامل الإلكتروني البصري على مستوى الشريحة.
في السنوات ال 40 الماضية ، مع تطور ونضج تكنولوجيا التكامل الضوئي ، والتكنولوجيا لدمج أجهزة ضوئية متعددة والأجهزة الإلكترونية في وحدة أو حتى رقاقة واحدة وقد تحققت تدريجيا. مع تسارع ترقية الاتصالات الشبكية في المستقبل، فإن التناقض بين متطلبات التطبيق والأداء والحجم وتكلفة الأجهزة الإلكترونية البصرية سوف تصبح واضحة بشكل متزايد. باعتبارها أهم وسيلة لحل هذا التناقض ، والتكنولوجيا التكامل البصرية الإلكترونية تصبح على نحو متزايد رائدة في مجال البصرية الإلكترونية في الداخل والخارج الاتجاهات التنمية والنقاط الساخنة للبحوث المتنافسة.
1 - وضع التقدم المحرز في مجال تكنولوجيا التكامل الإلكتروني البصري
بعد عقود من التطوير، حققت التكنولوجيا الإلكترونية البصرية والصناعة إنجازات كبيرة. وقد أصبح الدور الداعم الذي تؤديه الإلكترونيات البصرية للتنمية الاجتماعية والاقتصادية الوطنية هو توافق آراء جميع البلدان. وقد أنشأت العديد من البلدان مختلف برامج البحوث الإلكترونية البصرية.
شكلت تكنولوجيا التكامل البصري الإلكتروني تصنيفات مختلفة للموضوعات للتقدم الحدود، ومتطلبات التطبيق والمراحل المختلفة من معالجة المعلومات. فعلى سبيل المثال، شكلت هذه الشبكة موضوعا للمعلومات الإلكترونية البصرية فائقة السرعة لتلبية احتياجات تكنولوجيا الاتصالات البصرية ذات النطاق العريض؛ لتحقيق مختلف المواد الوظيفية الجديدة على نطاق نانو الصغيرة مع تطوير الأجهزة، وقد شكلت الضوئيات متناهية الصغر نانو والتصوير فائقة الدقة والتخصصات العرض؛ استجابة للطلب المتزايد على أشباه الموصلات الإضاءة والكشف عن الأشعة فوق البنفسجية، وقد شكلت واسعة النطاق أشباه الموصلات optoelectronics الانضباط. وبالإضافة إلى ذلك، فإن وحدة الجهاز التكنولوجيا الحالية هي في الأساس ناضجة، ولكن لا يمكن أن تصبح نظام المواد الوحيدة نظام المواد الضوئية المتكاملة. وسوف يصبح التعايش بين أنظمة المواد المتعددة حالة التكنولوجيا المتكاملة الإلكترونية البصرية لفترة طويلة في المستقبل.
بعد ذلك، سيتم شرح الأجهزة البصرية النموذجية وتقنيات التكامل بشكل منفصل.
(1) رقاقة متكاملة للاتصالات البصرية والاتصالات وظائف تجهيز المعلومات
وفي مواجهة الاختناقات التقنية التي تواجهها الاتصالات البصرية ومعالجة المعلومات، أحرز تصميم وإعداد وتغليف وتطبيق تكنولوجيات الرقائق المتكاملة للاتصالات البصرية ومعالجة المعلومات تقدما كبيرا. وفيما يلي حالة البحوث الرئيسية والتقدم المحرز فيها:
المواد الوظيفية: في السنوات الأخيرة، وفرت الاختراقات في سلسلة من المواد الجديدة مثل البلورات الذرية ثنائية الأبعاد والعوازل الطوبولوجية فرصًا للتطوير لاستكشاف مبادئ جديدة وأجهزة وظيفية جديدة للمعلومات الهيكلية. اتقان مواد أشباه الموصلات الجديدة وتكنولوجيا الأجهزة المبدأ الجديد سوف الاستيلاء على مرتفعات القيادة للجيل القادم من تكنولوجيا المعلومات. إن اغتنام الفرص التي تتيحها المواد الجديدة في مجال المعلومات واستكشاف هياكل جديدة وأجهزة جديدة من شأنها أن ترسي الأساس للتطوير الجديد لتكنولوجيا المعلومات.
3- تكنولوجيا التكامل: التكامل الضوئي هو السبيل الوحيد لكسر اختناقات "السرعة" و"استهلاك الطاقة" و"الذكاء" التي تواجهها نظم المعلومات. في الوقت الحاضر، وحدة تكنولوجيا الجهاز هو ناضجة أساسا. كيفية تحقيق تكامل النظام من أنظمة متعددة المواد والأجهزة متعددة الوظائف هي المشاكل التي تحتاج إلى دراسة وحل على وجه السرعة. وبالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لشبكات النطاق العريض والبيانات الضخمة والاتصالات 5G، فمن الضروري التركيز على العلوم والتكنولوجيا الرئيسية مثل التوافق عملية إعداد، ووضع مجال مطابقة، ووضع عبر اقتران.
تطبيق النظام: انطلاقا من الوضع التنافسي للبلدان الغربية في مجال الاتصالات البصرية، والقدرة الفائقة الحجم ونقل البصرية لمسافات طويلة جدا، مركز البيانات التوصيل البيني البصري، على رقاقة شبكة بصرية، السيليكون المستندة إلى متعدد المواد الهجين رقائق متكاملة optoelectronic، أصبحت كبيرة قدرة الإرسال البصري الفضاء نقطة ساخنة دولية. وستنعكس المنافسة في المستقبل أساسا في "الجيل القادم من النقل البصري فائق السعة والوصول البصري"، و"الكثافة العالية، والنطاق الترددي العالي، والكمون المنخفض، والربط البيني البصري المنخفض الطاقة لجيل جديد من مراكز البيانات"، و"الاتصال الضوئي المرئي الجديد" و"إنشاء الفضاء لمختلف المنصات مثل "النقل البصري المتكامل من الفضاء إلى الأرض".
