集成光学.pptx

集成光学器件集成光学器件2024/4/18 周四1 集成光学主要器件：薄膜微型激光器、薄膜透镜、棱镜、薄膜型光学波导、耦合器、光开关、光学调制器、滤波器、光学双稳态器件、模-数转换器、存储器和检测器。除纯粹集成光路外，现已出现和电子学元件的集成。2024/4/18 周四2依次介绍：半导体激光器 全息存储 光存储 波导多层存储 2024/4/18 周四3激光器半导体工艺符合一般激光器的基本原理电泵浦2024/4/18 周四4激光器材料：780nm AlGaAs/GaAs800nm GalnP(As)/GaAs980nm GalnAs/GaAs通信当中1550nm主要为lnP基激光器材料，包括：GalnAsP/lnP和GalnAs/lnP两个材料体系另外，金属电极与半导体间应尽量做成低电阻欧姆接触2024/4/18 周四5半导体激光器半导体激光器能级结构量子阱：由2种不同的半导体材料相间排列形成（即异质节）具有明显量子限制效应载流子在与势垒壁平行的平面内有二维自由度量子阱的制备：将一种材料加载两种宽禁带材料之间（如两层AlAs中夹GaAs)2024/4/18 周四6半导体激光器半导体激光器能级结构 单量子阱 多量子阱 2024/4/18 周四7半导体激光器单量子阱 优点：使载流子在一个维度上限制于势阱中增加了载流子的复合几率 缺点：除了带边跃迁外还有其它跃迁，光模式不单一2024/4/18 周四8半导体激光器多量子阱多量子阱的周期性结构能级分裂(类似于氢原子）分裂的能级间不能存在载流子，且能级间距较大仅有带边跃迁利于单模输出2024/4/18 周四9半导体激光器制造工艺 半导体工艺：外延生长薄膜沉积光刻 。2024/4/18 周四10半导体激光器光存储一般的光盘：为了识别数据，光盘上定义激光刻出的小坑就代表二进制的“1”，而空白处则代表二进制的“0”。2024/4/18 周四11光存储高密、高效、高速光存储新方向利用光学非辐射场与光学超衍射极限分辨率的研究成果，进一步减小记录信息符尺寸以光量子效应代替目前的光热效应实现数据的写入与读出，从原理上将存储密度提高到分子量级甚至原子量级三维多重体全息存储波导多层存储器2024/4/18 周四12光存储全息存储存储容量大,可达TB级存储记录速度快信息不易丢失可长期保存便于复制可记录立体影像2024/4/18 周四13光存储全息存储通过在整个存储介质内记录干涉图案来存储数据这些干涉图案是由两束激光在某种晶体上相交来改变材料的光学特性所形成与激光入射角度有关 存储量相当大2024/4/18 周四14光存储波导多层存储 数据记录：利用波导层中的缺陷记录数据模压、涂印记录层 凹陷或突起激光聚焦于记录层 局部光学性质变化 记录信息2024/4/18 周四15光存储波导多层存储数据读取：利用波导对光的空间约束实现层选址利用波导缺陷的光散射读出数据2024/4/18 周四16光存储2024/4/18 周四17THANK YOUTHANK YOU