Dari perspektif pengembangan aplikasi dan teknologi komersial berskala besar, komunikasi optik berdasarkan komponen fotonik dan teknologi integrasi fotonik telah mengalami evolusi jangka panjang dari jaringan tulang punggung tingkat nasional, serat-ke-rumah, peralatan dan tingkat papan interkoneksi serat ke jalan interkoneksi optik tingkat modul. Dengan peningkatan berkelanjutan dari kebutuhan pengembangan komunikasi seperti kecepatan ultra tinggi, pita lebar ultra, konsumsi daya rendah, dan waktu sangat singkat, seperti komunikasi seluler 5G dan 6G, jaringan informasi ruang dan bumi terintegrasi, integrasi optik dan listrik telah menjadi tren perkembangan teknologi utama, dan pengembangan teknologi inti Mulai fokus pada integrasi optoelektronik tingkat chip.
Dalam 40 tahun terakhir, dengan perkembangan dan kematangan teknologi integrasi fotonik, teknologi integrasi beberapa perangkat fotonik dan perangkat elektronik ke dalam modul atau bahkan satu chip telah direalisasikan secara bertahap. Dengan percepatan peningkatan komunikasi jaringan di masa depan, kontradiksi antara persyaratan aplikasi dan kinerja, ukuran, dan biaya perangkat optoelektronik akan menjadi semakin jelas. Sebagai cara paling penting untuk mengatasi kontradiksi ini, teknologi integrasi optoelektronik akan semakin menjadi pemimpin dalam bidang optoelektronik di dalam dan luar negeri Tren pembangunan dan hotspot penelitian yang bersaing.
1. Status pengembangan dan kemajuan teknologi integrasi optoelektronik
Setelah beberapa dekade berkembang, teknologi dan industri optoelektronik telah membuat pencapaian besar. Peran pendukung optoelektronik untuk pembangunan sosial dan ekonomi nasional telah menjadi konsensus semua negara. Banyak negara telah membentuk berbagai program penelitian optoelektronik.
Teknologi integrasi optoelektronik telah membentuk klasifikasi subjek yang berbeda untuk kemajuan perbatasan, persyaratan aplikasi, dan berbagai tahapan pemrosesan informasi. Misalnya, telah membentuk subjek informasi optoelektronik berkecepatan tinggi untuk kebutuhan teknologi komunikasi optik pita lebar; untuk realisasi berbagai material fungsional baru pada skala Micro-Nano Dengan perkembangan perangkat, Micro-Nano photonics dan pencitraan resolusi ultra-tinggi dan disiplin tampilan telah dibentuk; dalam menanggapi meningkatnya permintaan untuk pencahayaan semikonduktor dan deteksi sinar ultraviolet, disiplin optoelektronik semikonduktor celah pita lebar telah dibentuk. Selain itu, teknologi perangkat unit saat ini pada dasarnya sudah matang, tetapi tidak ada sistem material yang dapat menjadi satu-satunya sistem material terintegrasi fotonik. Koeksistensi beberapa sistem material akan menjadi keadaan teknologi terintegrasi optoelektronik untuk waktu yang lama di masa depan.
Setelah itu, perangkat optoelektronik khas dan teknologi integrasi akan dijelaskan secara terpisah.
(1) Chip terintegrasi untuk komunikasi optik dan fungsi pemrosesan informasi
Dalam menghadapi hambatan teknis yang dihadapi oleh komunikasi optik dan pemrosesan informasi, desain, persiapan, pengemasan, dan teknologi aplikasi chip terintegrasi untuk komunikasi optik dan pemrosesan informasi telah membuat kemajuan besar. Status dan kemajuan penelitian utama adalah sebagai berikut:
Material fungsional: Dalam beberapa tahun terakhir, terobosan dalam rangkaian material baru seperti kristal atom dua dimensi dan isolator topologi telah memberikan peluang pengembangan untuk mengeksplorasi prinsip-prinsip baru dan perangkat fungsional informasi struktural baru. Menguasai bahan semikonduktor baru dan teknologi perangkat prinsip baru akan merebut kepemimpinan tertinggi dari teknologi informasi generasi berikutnya. Memanfaatkan peluang yang dibawa oleh bahan fungsional informasi baru dan mengeksplorasi struktur baru dan perangkat prinsip baru akan meletakkan dasar bagi perkembangan baru teknologi informasi.
Teknologi integrasi: Integrasi fotonik adalah satu-satunya cara untuk menerobos hambatan" kecepatan" ;," konsumsi daya" ;, dan" intelligence" dihadapi oleh sistem informasi. Saat ini, teknologi perangkat unit pada dasarnya sudah matang. Bagaimana mewujudkan integrasi sistem sistem multi material dan perangkat multi fungsi merupakan Masalah yang perlu dipelajari dan dipecahkan segera. Selain itu, untuk jaringan broadband, big data, dan komunikasi 5G, perlu difokuskan pada sains dan teknologi utama seperti kompatibilitas proses persiapan, pencocokan bidang mode, dan kopling silang mode optik.
Aplikasi sistem: Dilihat dari situasi persaingan negara-negara barat di bidang komunikasi optik, transmisi optik berkapasitas sangat besar dan jarak sangat jauh, interkoneksi optik pusat data, jaringan optik on-chip, optoelektronik hybrid multi material berbasis silikon terintegrasi chip dan perangkat, transmisi optik ruang berkapasitas besar telah menjadi hotspot internasional. Persaingan di masa depan terutama akan tercermin dalam" generasi berikutnya dari transmisi optik berkapasitas sangat besar dan akses optik" ;," interkoneksi optik kepadatan tinggi, bandwidth tinggi, latensi rendah, dan daya rendah dari a generasi baru pusat data" ;," komunikasi cahaya tampak baru" dan" Pembangunan ruang angkasa dari berbagai platform seperti" transmisi optik terintegrasi ruang-ke-darat" ;.
