ပေါင်းစပ်မှန်ဘီလူးဆိုတာဘာလဲ။

ပေါင်းစပ်အလင်းပညာ၏ အယူအဆကို Bell Laboratories မှ Dr. Miller မှ ၁၉၆၉ ခုနှစ်တွင် တင်ပြခဲ့သည်။ ပေါင်းစပ်အလင်းပညာသည် optoelectronics နှင့် microelectronics ကို အခြေခံ၍ ပေါင်းစပ်နည်းလမ်းများကို အသုံးပြု၍ အလင်းပညာကိရိယာများနှင့် hybrid optical electronic device systems များကို လေ့လာတီထွင်သည့် ဘာသာရပ်အသစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်အလင်းပညာ၏ သီအိုရီအခြေခံမှာ wave optics နှင့် information optics၊ nonlinear optics၊ semiconductor optoelectronics၊ crystal optics၊ thin film optics၊ guided wave optics၊ coupled mode နှင့် parametric interaction theory၊ thin film optical waveguide devices and systems တို့ပါဝင်သော အလင်းပညာနှင့် optoelectronics ဖြစ်သည်။ နည်းပညာအခြေခံမှာ အဓိကအားဖြင့် thin film နည်းပညာနှင့် microelectronics နည်းပညာဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်အလင်းပညာ၏ အသုံးချမှုနယ်ပယ်သည် အလွန်ကျယ်ပြန့်ပြီး optical fiber ဆက်သွယ်ရေး၊ optical fiber sensing နည်းပညာ၊ optical information processing၊ optical computer နှင့် optical storage အပြင် material science research၊ optical instruments၊ spectral research ကဲ့သို့သော အခြားနယ်ပယ်များလည်း ရှိပါသည်။

ပထမဦးစွာ၊ ပေါင်းစပ်ထားသော အလင်းတန်း အားသာချက်များ

၁။ discrete optical device systems များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ချက်

Discrete optical device ဆိုသည်မှာ optical system တစ်ခုဖွဲ့စည်းရန်အတွက် ကြီးမားသော platform သို့မဟုတ် optical base ပေါ်တွင်တပ်ဆင်ထားသော optical device တစ်မျိုးဖြစ်သည်။ စနစ်၏အရွယ်အစားမှာ 1m2 ခန့်ရှိပြီး beam ၏အထူမှာ 1cm ခန့်ရှိသည်။ ၎င်း၏အရွယ်အစားကြီးမားခြင်းအပြင်၊ တပ်ဆင်ခြင်းနှင့်ချိန်ညှိခြင်းမှာလည်း ပိုမိုခက်ခဲသည်။ integrated optical system တွင် အောက်ပါအားသာချက်များရှိသည်။

၁။ အလင်းလှိုင်းများသည် အလင်းတန်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များတွင် ပျံ့နှံ့သွားပြီး အလင်းလှိုင်းများသည် ၎င်းတို့၏စွမ်းအင်ကို ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် ထိန်းသိမ်းရန် လွယ်ကူသည်။

၂။ ပေါင်းစပ်မှုသည် တည်ငြိမ်သော နေရာချထားမှုကို ယူဆောင်လာပေးသည်။ အထက်တွင် ဖော်ပြခဲ့သည့်အတိုင်း၊ ပေါင်းစပ်ထားသော မှန်ဘီလူးများသည် တူညီသော အောက်ခံပေါ်တွင် စက်ပစ္စည်းများစွာကို ဖန်တီးရန် မျှော်လင့်ထားသောကြောင့် discrete မှန်ဘီလူးများကဲ့သို့ တပ်ဆင်မှုပြဿနာများ မရှိပါ၊ ထို့ကြောင့် ပေါင်းစပ်မှုသည် တည်ငြိမ်နိုင်ပြီး တုန်ခါမှုနှင့် အပူချိန်ကဲ့သို့သော ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ အချက်များနှင့် ပိုမိုလိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်သည်။

(3) ကိရိယာအရွယ်အစားနှင့် အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုအရှည်ကို တိုစေသည်။ ဆက်စပ်အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများသည်လည်း ဗို့အားနိမ့်များတွင် လည်ပတ်သည်။

၄။ ပါဝါသိပ်သည်းဆမြင့်မားခြင်း။ waveguide တစ်လျှောက် ထုတ်လွှင့်သော အလင်းသည် သေးငယ်သော ဒေသတွင်းနေရာတစ်ခုတွင်သာ ကန့်သတ်ထားသောကြောင့် မြင့်မားသော optical power density ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး လိုအပ်သော device operating thresholds များအထိ ရောက်ရှိရန်နှင့် nonlinear optical effect များဖြင့် အလုပ်လုပ်ရန် လွယ်ကူပါသည်။

၅။ ပေါင်းစပ်ထားသော မှန်ဘီလူးများကို ယေဘုယျအားဖြင့် စင်တီမီတာစကေးရှိသော အလွှာပေါ်တွင် ပေါင်းစပ်ထားပြီး အရွယ်အစားသေးငယ်ပြီး အလေးချိန်ပေါ့ပါးသည်။

၂။ ပေါင်းစပ်ပတ်လမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ချက်

optical integration ရဲ့ အားသာချက်တွေကို ရှုထောင့်နှစ်ခု ခွဲခြားနိုင်ပါတယ်၊ တစ်ခုက integrated electronic system (integrated circuit) ကို integrated optical system (integrated optical circuit) နဲ့ အစားထိုးဖို့ပါ။ နောက်တစ်ခုက signal ကို ထုတ်လွှင့်ဖို့ ဝါယာကြိုး ဒါမှမဟုတ် coaxial cable အစား အလင်းလှိုင်းကို လမ်းညွှန်ပေးတဲ့ optical fiber နဲ့ dielectric plane optical waveguide နဲ့ ဆက်စပ်နေပါတယ်။

ပေါင်းစပ်အလင်းလမ်းကြောင်းတွင်၊ အလင်းအမှောင်ဒြပ်စင်များကို wafer substrate ပေါ်တွင်ဖွဲ့စည်းပြီး substrate ၏အတွင်း သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်ဖွဲ့စည်းထားသော optical waveguides များဖြင့်ချိတ်ဆက်ထားသည်။ အလင်းအမှောင်ဒြပ်စင်များကို thin film ပုံစံဖြင့် substrate တစ်ခုတည်းပေါ်တွင်ပေါင်းစပ်ထားသော ပေါင်းစပ်အလင်းလမ်းကြောင်းသည် မူလအလင်းအမှောင်စနစ်၏ အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်းကို ဖြေရှင်းရန်နှင့် အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် အရေးကြီးသောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်ထားသော device တွင် အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်း၊ တည်ငြိမ်ပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရသောစွမ်းဆောင်ရည်၊ မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်၊ ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် အသုံးပြုရလွယ်ကူခြင်းစသည့် အားသာချက်များရှိသည်။

ယေဘုယျအားဖြင့် integrated circuits များကို integrated optical circuits များဖြင့် အစားထိုးခြင်း၏ အားသာချက်များတွင် bandwidth တိုးလာခြင်း၊ wavelength division multiplexing၊ multiplex switching၊ coupling loss နည်းပါးခြင်း၊ အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်း၊ ပေါ့ပါးခြင်း၊ ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးခြင်း၊ batch preparation economy ကောင်းမွန်သော နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုမြင့်မားခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုအကြား အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု အမျိုးမျိုးကြောင့် photoelectric effect၊ electro-optical effect၊ acousto-optical effect၊ magneto-optical effect၊ thermo-optical effect စသည့် physical effect အမျိုးမျိုးကို integrated optical path ၏ ဖွဲ့စည်းမှုတွင် အသုံးပြုခြင်းဖြင့် device လုပ်ဆောင်ချက်အသစ်များကိုလည်း အကောင်အထည်ဖော်နိုင်သည်။

၂။ ပေါင်းစပ်မှန်ဘီလူးများ၏ သုတေသနနှင့် အသုံးချမှု

ပေါင်းစပ်အလင်းတန်းများကို စက်မှုလုပ်ငန်း၊ စစ်ရေးနှင့် စီးပွားရေးကဲ့သို့သော နယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသော်လည်း အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါရှုထောင့်များတွင် အသုံးပြုပါသည်။

၁။ ဆက်သွယ်ရေးနှင့် အလင်းတန်းကွန်ရက်များ

high-speed response integrated laser source၊ waveguide grating array dense wavelength division multiplexer၊ narrowband response integrated photodetector၊ routing wavelength converter၊ fast response optical switching matrix၊ low loss multiple access waveguide beam splitter စသည်တို့ အပါအဝင် မြန်နှုန်းမြင့်နှင့် စွမ်းရည်မြင့် optical communication network များကို အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် optical integrated devices များသည် အဓိက hardware များဖြစ်သည်။

၂။ ဖိုတွန်နစ်ကွန်ပျူတာ

ဖိုတွန်ကွန်ပျူတာဟုခေါ်သော ကွန်ပျူတာသည် အလင်းကို သတင်းအချက်အလက်ပို့လွှတ်သည့် ကြားခံအဖြစ် အသုံးပြုသည့် ကွန်ပျူတာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဖိုတွန်များသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်မရှိသော ဘိုဆွန်များဖြစ်ပြီး အလင်းတန်းများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု မထိခိုက်ဘဲ parallel သို့မဟုတ် cross ဖြတ်သန်းနိုင်ပြီး parallel processing တွင် ကောင်းမွန်သော မွေးရာပါစွမ်းရည်ရှိသည်။ ဖိုတွန်ကွန်ပျူတာတွင် သတင်းအချက်အလက်သိုလှောင်မှုစွမ်းရည်ကြီးမားခြင်း၊ ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုအားကောင်းခြင်း၊ ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများအတွက် လိုအပ်ချက်နည်းပါးခြင်းနှင့် fault tolerance မြင့်မားခြင်းစသည့် အားသာချက်များရှိသည်။ ဖိုတွန်ကွန်ပျူတာများ၏ အခြေခံအကျဆုံးလုပ်ဆောင်ချက်များမှာ integrated optical switches နှင့် integrated optical logic components များဖြစ်သည်။

၃။ အခြားအသုံးချမှုများ၊ ဥပမာ optical information processor၊ fiber optic sensor၊ fiber grating sensor၊ fiber optic gyroscope စသည်တို့။