Z hlediska rozsáhlých komerčních aplikací a technologického rozvoje zaznamenaly optické komunikace založené na fotonických komponentech a technologiích fotonické integrace dlouhodobý vývoj od páteřních sítí na národní úrovni, zařízení k domovu, zařízení a propojení optických vláken na technologii na úrovni modulu. S neustálým zlepšováním požadavků na vývoj komunikace, jako jsou ultra-vysokorychlostní, ultraširokorozné, nízké spotřeby energie a ultrakrátký čas, jako jsou mobilní komunikace 5G a 6G, integrovaná informační síť vesmíru a země, optická a elektrická integrace se stala hlavním trendem technologického vývoje a vývoj základních technologií se začal zaměřovat na optoelektronickou integraci na úrovni čipů.
V posledních 40 letech, s vývojem a vyspělostí technologie fotonické integrace, byla postupně realizována technologie integrace více fotonických zařízení a elektronických zařízení do modulu nebo dokonce jednoho čipu. S urychlením upgradů síťové komunikace v budoucnu bude rozpor mezi požadavky aplikací a výkonem, velikostí a náklady na optoelektronická zařízení stále zřetelnější. Jako nejdůležitější prostředek k vyřešení tohoto rozporu se technologie optoelektronické integrace bude stále více stát lídrem v oblasti optoelektroniky doma i v zahraničí Vývojové trendy a hotspoty konkurenčního výzkumu.
1. Stav vývoje a pokrok technologie optoelektronické integrace
Po desetiletích vývoje dosáhla optoelektronická technologie a průmysl velkých úspěchů. Podpůrná úloha optoelektroniky pro národní sociální a hospodářský rozvoj se stala shodou všech zemí. Mnoho zemí založilo různé optoelektronické výzkumné programy.
Technologie optoelektronické integrace vytvořila různé klasifikace předmětů pro pokrok na hranicích, požadavky na aplikace a různé fáze zpracování informací. Vytvořila například vysokorychlostní optoelektronický informační subjekt pro potřeby širokopásmové optické komunikační technologie; pro realizaci různých nových funkčních materiálů na stupnici Micro-Nano S vývojem zařízení byly vytvořeny mikro-nano fotoniky a zobrazovací a zobrazovací disciplíny s ultra vysokým rozlišením; v reakci na rostoucí poptávku po polovodičovém osvětlení a detekci ultrafialového světla vznikla rozsáhlá mezera polovodičové optoelektronické disciplíny. Kromě toho je současná technologie zařízení jednotky v podstatě vyzrálá, ale žádný materiálový systém se nemůže stát jediným fotonickým integrovaným materiálovým systémem. Koexistence více materiálových systémů se v budoucnu stane stavem optoelektronické integrované technologie.
Poté budou typická optoelektronická zařízení a integrační technologie vysvětleny samostatně.
(1) Integrovaný čip pro optickou komunikaci a funkce zpracování informací
Tváří v tvář technickým úzkým místům, kterým čelí optická komunikace a zpracování informací, dosáhly technologie návrhu, přípravy, balení a aplikace integrovaných čipů pro optickou komunikaci a zpracování informací velký pokrok. Hlavní stav výzkumu a pokrok jsou následující:
Funkční materiály: V posledních letech poskytly průlomy v řadě nových materiálů, jako jsou dvourozměrné atomové krystaly a topologické izolátory, příležitosti k vývoji pro zkoumání nových principů a nových strukturálních informačních funkčních zařízení. Zvládnutí nových polovodičových materiálů a nové technologie principových zařízení zachytí velící výšky nové generace informačních technologií. Využití příležitostí, které přináší nové informační funkční materiály a zkoumání nových struktur a nových principových zařízení, položí základy nového vývoje informačních technologií.
Integrační technologie: Fotonická integrace je jediný způsob, jak překonat úzká místa "rychlosti", "spotřeby energie" a "inteligence", jimž čelí informační systémy. V současné době je technologie přístrojů jednotky v podstatě vyspělá. Jak realizovat systémovou integraci vícehmotných systémů a multifunkčních zařízení je Problémy, které je třeba naléhavě studovat a řešit. Kromě toho je u širokopásmových sítí, dat velkého objemu a komunikace 5G nutné zaměřit se na klíčové vědy a technologie, jako je kompatibilita procesu přípravy, párování polí režimu a křížové propojení optického režimu.
Systémová aplikace: Soudě podle konkurenční situace západních zemí v oblasti optických komunikací, ultra-velké kapacity a ultra-dlouhé vzdálenosti optického přenosu, optické propojení datových center, on-chip optická síť, křemík-založené multi-materiál hybridní optoelektronické integrované čipy a zařízení, Velkokapacitní prostor optický přenos se stal mezinárodním hotspot. Budoucí konkurence se odrazí především v "nové generaci ultra-velké kapacity optického přenosu a optického přístupu", "high-density, high-bandwidth, low-latency, a low-power optické propojení nové generace datových center", "nové viditelné světlo komunikace" a "prostor Výstavba různých platforem, jako je "prostor-k-země integrovaný optický přenos".
