O safbwynt ceisiadau masnachol ar raddfa fawr a datblygu technoleg, mae cyfathrebu optegol sy'n seiliedig ar gydrannau ffotonig a thechnolegau integreiddio ffotonig wedi profi esblygiad hirdymor o rwydweithiau asgwrn cefn cenedlaethol, cysylltiad ffibr i'r cartref, offer a ffibr ar lefel bwrdd i ffordd rhyng-gysylltedd optegol lefel modiwl. Gyda gwelliant parhaus mewn gofynion datblygu cyfathrebu megis cysylltiadau symudol cyflym iawn, hynod eang, pŵer isel, ac amser byr iawn, megis cyfathrebu symudol 5G a 6G, rhwydwaith gwybodaeth integredig o ofod a'r ddaear, mae integreiddio optegol a thrydanol wedi dod yn duedd datblygu technolegol fawr, a datblygu technolegau craidd Dechreuodd ganolbwyntio ar integreiddio optoelectronig ar lefel sglodion.
Yn ystod y 40 mlynedd diwethaf, gyda datblygiad ac aeddfedrwydd technoleg integreiddio ffotonig, mae'r dechnoleg o integreiddio dyfeisiau ffotonig lluosog a dyfeisiau electronig yn fodiwl neu hyd yn oed un sglodion wedi'i gwireddu'n raddol. Wrth gyflymu'r gwaith o uwchraddio cyfathrebu â'r rhwydwaith yn y dyfodol, bydd y gwrthddywediad rhwng gofynion ymgeisio a pherfformiad, maint a chost dyfeisiau optoelectronig yn dod yn fwyfwy amlwg. Fel y ffordd bwysicaf o ddatrys y gwrthddywediad hwn, bydd technoleg integreiddio optoelectronig yn dod yn arweinydd fwyfwy yn y maes optoelectronig gartref a thramor Tueddiadau datblygu a mannau poblogaidd o ymchwil sy'n cystadlu.
1. Statws datblygu a chynnydd technoleg integreiddio optoelectronig
Ar ôl degawdau o ddatblygu, mae technoleg a diwydiant optoelectronig wedi gwneud cyflawniadau mawr. Mae rôl gefnogol optoelectroneg ar gyfer datblygu cymdeithasol ac economaidd cenedlaethol wedi dod yn gonsensws i bob gwlad. Mae llawer o wledydd wedi sefydlu gwahanol raglenni ymchwil optoelectronig.
Mae technoleg integreiddio Optoelectronig wedi ffurfio dosbarthiadau pwnc gwahanol ar gyfer cynnydd blaen, gofynion ymgeisio a gwahanol gamau prosesu gwybodaeth. Er enghraifft, mae wedi ffurfio gwybodaeth optoelectronig gyflym sy'n destun anghenion technoleg cyfathrebu optegol band eang; ar gyfer ailddyrannu gwahanol ddeunyddiau swyddogaethol newydd ar y raddfa Microfusnesau Wrth ddatblygu dyfeisiau, ffurfiwyd ffotoneg Micro-Nano a disgyblaethau delweddu ac arddangos cydraniad uchel iawn; mewn ymateb i'r galw cynyddol am oleuadau semeiconau a chanfod golau uwchfioled, ffurfiwyd disgyblaeth optoelectroneg semeiconau bwlch band eang. Yn ogystal, mae technoleg bresennol y ddyfais uned yn aeddfed yn y bôn, ond ni all unrhyw system berthnasol ddod yn unig system ddeunydd integredig ffotonig. Bydd cydfodolaeth systemau materol lluosog yn dod yn gyflwr technoleg integredig optoelectronig am gyfnod hir yn y dyfodol.
Ar ôl hynny, bydd y dyfeisiau optoelectronig nodweddiadol a'r technolegau integreiddio yn cael eu hesbonio ar wahân.
(1) Sglodion integredig ar gyfer swyddogaethau cyfathrebu optegol a phrosesu gwybodaeth
Yn wyneb tagfeydd technegol sy'n wynebu cyfathrebu optegol a phrosesu gwybodaeth, mae technolegau dylunio, paratoi, pecynnu a chymhwyso sglodion integredig ar gyfer cyfathrebu optegol a phrosesu gwybodaeth wedi gwneud cynnydd mawr. Mae'r prif statws ymchwil a'r cynnydd fel a ganlyn:
Deunyddiau swyddogaethol: Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae datblygiadau mewn cyfres o ddeunyddiau newydd fel grisialau atomig dau ddimensiwn ac inswlin topolegol wedi darparu cyfleoedd datblygu ar gyfer archwilio egwyddorion newydd a dyfeisiau swyddogaethol gwybodaeth strwythurol newydd. Bydd meistroli deunyddiau semeiconau newydd a thechnoleg dyfeisiau egwyddor newydd yn manteisio ar uchder y genhedlaeth nesaf o dechnoleg gwybodaeth. Bydd manteisio ar y cyfleoedd a ddygir gan ddeunyddiau swyddogaethol gwybodaeth newydd ac archwilio strwythurau newydd a dyfeisiau egwyddor newydd yn gosod y sylfaen ar gyfer datblygu technoleg gwybodaeth yn newydd.
Technoleg integreiddio: Integreiddio ffotonig yw'r unig ffordd o dorri drwy dagfeydd "cyflymder", "defnydd pŵer", a "gwybodaeth" a wynebir gan systemau gwybodaeth. Ar hyn o bryd, mae technoleg y ddyfais uned yn aeddfed yn y bôn. Sut i ailddyrannu'r broses o integreiddio systemau aml-ddeunydd a dyfeisiau amlswyddogaethol yw Problemau y mae angen eu hastudio a'u datrys ar frys. Yn ogystal, ar gyfer rhwydweithiau band eang, data mawr a chyfathrebu 5G, mae angen canolbwyntio ar wyddoniaeth a thechnoleg allweddol megis cydnawsedd prosesau paratoi, paru meysydd modd, a chroesgyplu modd optegol.
Cymhwyso'r system: Barnu o sefyllfa gystadleuol gwledydd y gorllewin ym maes cyfathrebu optegol, capasiti uwchfioled a throsglwyddo optegol pellter hir iawn, rhyng-gysylltedd optegol canolwr data, rhwydwaith optegol ar sglodion, sglodion a dyfeisiau integredig hybrid aml-ddeunydd silicon, Gofod capasiti mawr Mae trosglwyddo optegol wedi dod yn fan poblogaidd rhyngwladol. Bydd cystadleuaeth yn y dyfodol yn cael ei hadlewyrchu'n bennaf yn y "genhedlaeth nesaf o drosglwyddo optegol capasiti uwchfioled a mynediad optegol", "dwysedd uchel, lled band uchel, hwyriogrwydd isel, a rhyng-gysylltedd optegol pŵer isel cenhedlaeth newydd o ganolwyr data", "cyfathrebu golau gweladwy newydd" a "gofod Adeiladu gwahanol lwyfannau megis "trosglwyddo optegol integredig o ofod i dir".
