IOPDS

IOPDS,指的是位移感測器。

簡介

IOPDS,什麼是IOPDS,Integrated-OpticPosition/DisplacementSensor--集成光學位置/位移感測器.

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集成光學是研究媒質薄膜中的光學現象,以及光學元器件集成化的一門學科。它是在雷射技術發展過程中,由於光通信光學信息處理等的需要,而逐步形成和發展起來的。它要解決的實質問題,是獲得具有不同功能、不同集成度的集成光路,以實現光學信息處理系統的集成化和微小型化。
因為光波波長比波長最短的無線電波還要短四個數量級,因而它具有更大的傳遞信息處理信息的能力。然而傳統的光學系統體積大、穩定性差、光束的對準和準直困難,不能適應光電子技術發展的需要。採用類似於半導體積體電路的方法,把光學元件以薄膜形式集成在同一襯底上的集成光路,是解決原有光學系統問題的一種途徑。這樣的器件具有體積小、性能穩定可靠、效率高、功耗低,使用方便等優點。
集成光學出現於1969年前後,在它的產生和發展過程中,貝爾實驗室的一批科學家起了重要作用,目前已從基礎和開發研究進入了工程套用階段。
集成光學的理論問題,主要是媒質波導理論,它有助於人們深入了解波導中光學現象的物理本質,並用於光波導、器件和光學迴路的研究設計。人們常常把波導中光學現象(如傳播、耦合、調製等等)的研究,稱為導波光學。
媒質波導理論已從不同角度建立起來。首先,是建立在麥克斯韋方程組基礎上的媒質波導電磁理論;其次,從射線光學角度,建立了鋸齒波模型的波導理論。把波導中的光波看成是在薄膜的上下兩個界面來回反射的光線,而且走的是一條鋸齒形路程。
從鋸齒波模型出發,可以比較簡單和直觀地推導模方程,討論媒質波導理論的基本概念,處理稜鏡、光柵耦合器、表面散射等許多問題。另外還從量子力學角度,建立了勢阱模型的波導理論。
集成光學所用的媒質材料,要具有一定的折射率,一般是比襯底折射率高;做成光波導以後,傳輸損耗要求小於每厘米一分貝;媒質材料應具有多種功能,工藝上便於成膜和器件製作與集成;在外界各種工作環境下具有長期穩定工作的性能,已探索過的材料有玻璃、半導體、有機材料以及鐵電體等。
集成光學元器件的工藝技術主要涉及成膜與光路微加工。通常採用外延、質子轟擊、離子注入、固態擴散離子交換高頻濺射真空蒸發、等離子聚合等作為成膜工藝;採用光刻、電子束曝光、全息曝光、同步輻射、光鎖定、化學刻蝕、濺射刻蝕(離子銑)、反應離子刻蝕作為光路微加工技術。另外,高速脈衝技術,則是測試及在套用中不可缺少的手段。
現在已經做出了很多對應於大塊光學元件的各種薄膜波導元件,如薄膜媒質光波導、薄膜雷射器、耦合器、調製器、開關、偏轉器、薄膜透鏡、稜鏡、探測器、濾波器、光學雙穩態器件、半加器迴路、模-數轉換器、傅立葉變換器、頻譜分析器、卷積、存儲器等。在光波導中,觀察到二次諧波產生、混頻、受激布里淵散射、受激喇曼發射等非線性光學效應,以及薄膜中像的傳輸和轉換等現象。
現在一些元件的集成也已經實現,例如在同一襯底上,三種典型元件(雷射器波導探測器)的集成,六個分布反饋雷射器的集成,三個探測器的集成,注入式雷射器場效應電晶體的集成等。
集成光路不—定需要在一個襯底上集成所有光學元件,很多套用是有限幾種元件的集成,甚至在一個襯底上做同種元件的集成(單功能集成)。已經出現光學元件和電學元件之間的集成,今後還可能出現光、電、聲、磁元件結合在—起的集成。
集成光學的套用領域是多方面的,除了光纖通信光纖感測器光學信息處理光計算機外,導波光學原理、薄膜光波導器件和迴路,還在向其他領域,如材料科學研究、光學儀器、光譜研究等方面滲透。
其它光學分支學科
光學、幾何光學、波動光學、大氣光學、海洋光學、量子光學、光譜學、生理光學、電子光學、集成光學、空間光學

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