2006年，被集成的晶体管个数达到两亿个；今年，美国 英特尔集成了23亿个晶体管（目前最高水平）。
“集成”成为了一种潜力难以估量的科学技术手段。
平板波导几何光学分析 2012年2月
The first integrated circuit
• His idea founded a new industry
• Has Nobel price in physics year 2000
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2.集成光学概念的提出
• 集成光学的概念是1969年美国贝尔实验室的Miller博士提 出 的 (Integrated Optics: An Introduction, Bell System Technical Journal, 1969, 48:2059~2061)
平板波导几何波光学 （～20学时）
汪平河 光电学院416房间 电话83205564
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平板波导几何光学绪分论析 2012年2月
集成光学概论
1.1 集成光学的概念 1.2 集成光学的特点 1.3 集成光学的发展和现状 1.4 研究集成光学的意义
– 掌握光波导器件的参数测试技术，
– 了解光波导技术的应用及发展现状。
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教学内容
• 第一章：集成光学概论 • 第二章：导波光学理论
– 第一节 平板光波导的射线光学分析（4学时） – 第二节 平板光波导的波动方程分析（4学时） – 第三节 条形光波导的波动方程分析（4学时） – 第四节 耦合模理论（4学时） • 第三章：光波导器件与集成技术（22学时） – 第一节 集成光学材料（2学时） – 第二节 光波导的主要制作和集成技术（8学时） – 第三节：光波导的损耗（1学时） – 第四节：光波导参数测试(1学时) – 第五节 集成光波导器件 (8学时) – 第六节：集成光学的应用及发展趋势(2学时)
• (c)主要目的：实现光学系统的薄膜化、微 型化和集成化
• (d)主要应用：光纤通信、光子计算机、光 纤传感、光学信息处理等
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集成光学主要应用（一）——光纤通信
• 1.光纤通信
• 光集成器件是实现高速率大容量光通信网 络的关键硬件和必由之路，包括高速响应 集成激光源、波导光栅阵列密集波分复用 器、窄带响应集成光电探测器、路由选择 的波长变换器、快速响应光开关矩阵、低 损耗多址波导分束器等。
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• 考核方式与成绩评定
– 考核方式：闭卷笔试 – 成考绩试评成定绩：占平80时%。考核成绩（出勤，实践表现及作业）占20%，期末
• 教材及主要参考书目 • 教材：
– 光波导理论与技术，李玉权 崔敏，人民邮电出版社，2002
• 参考书：
– 《R.GIn.tHegurnastpeedrgOerp, tSicpsr:inTgehreoVreyrlaagn,d20T09echnology》 ， sixth Edition, – 介质光波导及其应用, 秦秉坤等, 北京理工大学出版社，1991 – 光波导技术理论基础, 叶培大等, 北京邮电大学出版社,2002 – 《HaOrupntiac,aTl oIsnhtieagkriaSteudhaCrair，cuMitcsG》r，awH-HiriollsPhri oNfeissshioihnaarla, 1, 9M89asamitsu – 集成光学， 蔡伯荣主编 电子科技大学出版社出版，1998 – 徐国昌,《光电子物理基础》[M].东南大学出版社:2000. – 光波导模式理论，马春生、刘式墉，吉林大学出版社，2006
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集成光学主要应用（二）——光子计算机
• 光子计算机：
光子计算机是一种全新的计算机，是以光子作为主要的信息载 体，以光子系统作为计算机的主体，以光运算作为计算机运 算方式的计算机。
• 光子计算机的优点：
(a)具有超高的运算速度 ——串行电子计算机的极限速度是1010 次/秒，而光子计算机的理论计算速度达1023次/秒，在技术上 可实现1012~1015次/秒的计算速度
• 集成光学发展初期，美国华裔科学家田柄耕假借集成电路 的概念，对集成光学归纳了三条定义：（1）光束能限制 在光波导中传播；（2）利用光波导可以制成各种光波导 器件；（3）将光波导和光波导器件集成起来可构成有特 定功能的集成光路
• 目前，“集成光学”的概念涵盖广泛的内容。
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• 按集成的方式划分：个数集成和功能集成 • 按集成的类型划分：光子集成回路（PIC）和光电子集成
回路（OEIC） • 按集成的技术途径划分：单片集成和混合集成 • 按研究内容划分：导波光学和集成光路
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3.集成光学的定义
• (1)集成光学是在光电子学和微电子学基础 上，采用集成方法研究和发展光学器件和 混合光学－电子学器件系统的一门新的学 科。
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§1.1 集成光学的概念
1. 集成电路(integrated circuit, IC)
1947年，贝尔研究所的肖克利（Shockley）、巴丁 （Bardeen）、布拉顿（Brattain）发明晶体管 1957年，得克萨斯仪器公司的基尔毕(Kirby)发明集成电路
• (2)集成光学是研究介质薄膜中的光学现象， 以及光学元器件集成化的一门学科。
• (3)集成光学是研究集成光路特性和制造技 术以及与微电子学相结合的学科。
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4. 从四个方面理解集成光学的概念：
• (a)理论基础：光学和光电子学
• (b)工艺基础：薄膜技术、微电子工艺
光波导理论与技术
选修课
汪平河/刘永
共40学时（周二9-11节，三教102） I ： 理论 II： 技术
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教学目的
• 通过本课程的学习，要求学生：
– 了解集成光学的基本概念，
– 熟练掌握光波在平板介质波导中的传输特性
– 掌握集成光波导器件的制备材料、典型结构、工 作原理及基本制备工艺过程，