Z hľadiska rozsiahlych komerčných aplikácií a technologického vývoja zaznamenala optická komunikácia založená na fotonických komponentoch a technológiách fotonickej integrácie dlhodobý vývoj z národných chrbticových sietí, optických vlákien do domácnosti, zariadení a prepojenia optických prepojení na úrovni modulov na optickú prepojovacej ceste. S neustálym zlepšovaním požiadaviek na vývoj komunikácie, ako je ultra-vysokorýchlostné, ultra-wideband, nízka spotreba energie, a ultra-krátky čas, ako je 5G a 6G mobilnej komunikácie, integrovaná informačná sieť priestoru a Zeme, optická a elektrická integrácia sa stala hlavným trendom technologického rozvoja, a vývoj základných technológií Začal sa zameriavať na čip-úrovni optoelektronickej integrácie.
Za posledných 40 rokov sa s vývojom a vyspelosťou technológie fotonickej integrácie postupne realizuje technológia integrácie viacerých fotonických zariadení a elektronických zariadení do modulu alebo dokonca jedného čipu. So zrýchlením modernizácie sieťovej komunikácie v budúcnosti bude čoraz zrejmejší rozpor medzi požiadavkami na aplikáciu a výkonom, veľkosťou a nákladmi na optoelektronické zariadenia. Ako najdôležitejší prostriedok na vyriešenie tohto rozporu sa optoelektronická integračná technológia čoraz viac stane lídrom v oblasti optoelektronických technológií doma i v zahraničí Vývojové trendy a hotspoty konkurenčného výskumu.
1. Vývojový stav a pokrok optoelektronickej integračnej technológie
Po desaťročiach vývoja dosiahli optoelektronické technológie a priemysel veľké úspechy. Podporná úloha optoelektroniky pre národný sociálny a hospodársky rozvoj sa stala konsenzom všetkých krajín. Mnohé krajiny založili rôzne optoelektronické výskumné programy.
Optoelektronická integračná technológia vytvorila rôzne predmetové klasifikácie pre postup na hraniciach, požiadavky na uplatňovanie a rôzne stupne spracovania informácií. Vytvorila napríklad vysokorýchlostný optoelektronický informačný subjekt pre potreby širokopásmovej optickej komunikačnej technológie; pre realizáciu rôznych nových funkčných materiálov na stupnici Micro-Nano S vývojom zariadení, Micro-Nano fotoniky a ultra-high-rozlíšenie zobrazovacie a zobrazovacie disciplíny boli vytvorené; v reakcii na rastúci dopyt po polovodičovom osvetlení a detekcii ultrafialového svetla bola vytvorená disciplína polovodičovej optoelektroniky so širokým pásmom. Okrem toho, súčasná jednotka zariadenia technológia je v podstate zrelý, ale žiadny materiál systém sa môže stať jediným fotonické integrovaný materiál systému. Koexistencia viacerých materiálových systémov sa v budúcnosti stane stavom optoelektronickej integrovanej technológie.
Potom sa typické optoelektronické zariadenia a integračné technológie vysvetlia samostatne.
(1) Integrovaný čip pre funkcie optickej komunikácie a spracovania informácií
Vzhľadom na technické prekážky, ktorým čelí optická komunikácia a spracovanie informácií, sa dosiahol veľký pokrok v projektovaní, príprave, balení a aplikačných technológiách integrovaných čipov pre optickú komunikáciu a spracovanie informácií. Hlavný stav výskumu a pokrok sú nasledovné:
Funkčné materiály: V posledných rokoch prielomy v sérii nových materiálov, ako sú dvojrozmerné atómové kryštály a topologické izolátory, poskytli príležitosti na vývoj nových princípov a nových konštrukčných informačných funkčných zariadení. Zvládnutie nových polovodičových materiálov a novej technológie základných zariadení sa chopí veliacich výšin novej generácie informačných technológií. Zabavenie príležitostí, ktoré priniesli nové informačné funkčné materiály a skúmanie nových štruktúr a nových princípových zariadení, položí základ pre nový vývoj informačných technológií.
Integračná technológia: Fotonická integrácia je jediný spôsob, ako preraziť prekážky "rýchlosti", "spotreby energie" a "inteligencie", ktorým čelia informačné systémy. V súčasnej dobe je technológia jednotky zariadenia je v podstate zrelý. Ako realizovať systémovú integráciu multi-materiálne systémy a multi-funkčné zariadenia je problémy, ktoré je potrebné študovať a riešiť naliehavo. Okrem toho v prípade širokopásmových sietí, veľkých dát a 5G komunikácií je potrebné zamerať sa na kľúčovú vedu a technológiu, ako je kompatibilita procesu prípravy, zosúladenie polí režimov a krížová spojka optického režimu.
Systémová aplikácia: Súdiac podľa konkurenčnej situácie západných krajín v oblasti optickej komunikácie, ultra-veľkej kapacity a ultra-dlhé vzdialenosti optický prenos, dátové centrum optické prepojenie, on-chip optickej siete, kremík-založené multi-materiál hybridné optoelektronické integrované čipy a zariadenia, Veľkokapacitný priestor optický prenos sa stal medzinárodným hotspot. Budúca hospodárska súťaž sa prejaví najmä v "novej generácii ultra-veľkej kapacity optického prenosu a optického prístupu", "vysoko hustote, vysokej šírke pásma, nízkej latencii a nízkovýkonnom optickom prepojení novej generácie dátových centier", "novej viditeľnej svetelnej komunikácii" a "vesmírnej konštrukcii rôznych platforiem, ako je "integrovaný optický prenos z vesmíru na zem".
