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A photonic integrated circuit (PIC) or integrated optical circuit is a device that integrates multiple (at least two) photonic functions and as such is similar to an electronic integrated circuit. The major difference between the two is that a photonic integrated circuit provides functions for information signals imposed on optical wavelengths typically in the visible spectrum or near infrared 850 nm-1650 nm.

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  • Integrierte Optik
  • Photonic integrated circuit
  • Optique intégrée
  • フォトニック集積回路
  • Фотонная интегральная схема
  • 積體光學
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  • L'optique intégrée concerne l'utilisation de technologies similaires à celles de la microélectronique pour la réalisation de composants optiques de très petite dimension. La réalisation des systèmes d'optique intégrée se fait par modification d'un substrat comme le phosphure d'indium.
  • フォトニック集積回路(フォトニックしゅうせきかいろ、Photonic Integrated Circuit、PIC)は、多様なフォトニック機能を統合したデバイスであり、集積回路に近いものである。この2者の大きな違いは、フォトニック集積回路は通常、情報信号において、光波(特に可視光か、赤外線の近くの850nm-1650nm)によって機能するということである。
  • Die integrierte Optik (IO) ist das Teilgebiet der technischen Optik, das sich mit der Entwicklung integrierter optischer Systeme beschäftigt. Diese Systeme sind auf einem Substrat untergebracht und zeichnen sich durch eine hohe Funktionalität (Lichtquellen, Wellenleiter, Strahlteiler, Intensitäts- oder Phasen-Modulatoren, Filter, Schalter usw.) aus. Die integrierte Optik ist mit integrierten Schaltkreisen (IC) vergleichbar, allerdings ist die Integrationsdichte nicht so hoch wie bei den ICs.
  • A photonic integrated circuit (PIC) or integrated optical circuit is a device that integrates multiple (at least two) photonic functions and as such is similar to an electronic integrated circuit. The major difference between the two is that a photonic integrated circuit provides functions for information signals imposed on optical wavelengths typically in the visible spectrum or near infrared 850 nm-1650 nm.
  • Фотонная интегральная схема (англ. photonic integrated circuit или integrated optical circuit, сокр. PIC) или оптическая интегральная схема, сокр. ФИС — многокомпонентное фотонное устройство, изготовленное на плоской подложке и выполняющее функции обработки[уточнить] оптических сигналов.
  • 積體光學(Integrated Optics or Photonic integrated circuit),概念上,是利用半導體製程將光學元件如、開關、分光器等等,直接製作在一個積體電路裡面,變成一個緊緻的光電積體電路元件。相對於電子積體電路是傳遞電子,積體光學元件主要是傳遞可見光或是紅外線波段的光學訊號,而線路中各元件的連接,是由光波波導完成。這種小型化、穩定性高的積體光學元件將在光電通訊系統中發揮越來越大的作用,對光電工業的發展產生深遠的影響。 光電積體元件在商業量產上,主要是以磷化銦為製作用的三五族半導體材料。 此類材料可以將許多的光學主動或是被動功能生長製作在同一塊晶片上。最初的光學積體電路範例,分散式布拉格反射器雷射,僅僅簡單的包含兩個部分:一個增益區與一個分散式布拉格反射器共振腔區。隨後的所有現代單晶片可變波長雷射(monolithic tunable laser)、廣範圍可變波長雷射(widely tunable laser)、外加調制雷射 (externally modulated lasers)、電磁發射器(transmitters)、積體接收器(integrated receivers)等等,都成為光學積體電路的典型範例。現行的高品質光學積體電路元件可以在一片小小磷化銦晶片上整合數以百計的光學功能。
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  • Die integrierte Optik (IO) ist das Teilgebiet der technischen Optik, das sich mit der Entwicklung integrierter optischer Systeme beschäftigt. Diese Systeme sind auf einem Substrat untergebracht und zeichnen sich durch eine hohe Funktionalität (Lichtquellen, Wellenleiter, Strahlteiler, Intensitäts- oder Phasen-Modulatoren, Filter, Schalter usw.) aus. Die integrierte Optik ist mit integrierten Schaltkreisen (IC) vergleichbar, allerdings ist die Integrationsdichte nicht so hoch wie bei den ICs. Erste integriert-optische Bauelemente in der Größenordnung weniger Quadratzentimeter wurden bereits in den 1970er Jahren entwickelt. In den 1990er Jahren wurden integriert-optische Elemente in Datennetzen eingesetzt. Die Entwicklung profitiert vonGaAlAs- und InGaAsP-Laserdioden, verlustarmen Glasfasern und der Lithographie. Seit den 1990er Jahren treten integrierte optische Bauelement im Konsumerbereich, z. B. für CD-Spieler, CD-ROM, sowie in der optischen Nachrichtentechnik auf. Ziel der Integrierten Optik ist es, alle zum Aufbau eines optischen Kommunikationsnetzes erforderlichen Funktionalitäten auf einem integrierten optischen Schaltkreis unterzubringen und den Umweg über elektrische Signale zu vermeiden.
  • L'optique intégrée concerne l'utilisation de technologies similaires à celles de la microélectronique pour la réalisation de composants optiques de très petite dimension. La réalisation des systèmes d'optique intégrée se fait par modification d'un substrat comme le phosphure d'indium.
  • A photonic integrated circuit (PIC) or integrated optical circuit is a device that integrates multiple (at least two) photonic functions and as such is similar to an electronic integrated circuit. The major difference between the two is that a photonic integrated circuit provides functions for information signals imposed on optical wavelengths typically in the visible spectrum or near infrared 850 nm-1650 nm. The most commercially utilized material platform for photonic integrated circuits is indium phosphide (InP), which allows for the integration of various optically active and passive functions on the same chip. Initial examples of photonic integrated circuits were simple 2-section distributed Bragg reflector (DBR) lasers, consisting of two independently controlled device sections - a gain section and a DBR mirror section. Consequently, all modern monolithic tunable lasers, widely tunable lasers, externally modulated lasers and transmitters, integrated receivers, etc. are examples of photonic integrated circuits. As of 2012, devices integrate hundreds of functions onto a single chip. Pioneering work in this arena was performed at Bell Laboratories. Most notable academic centers of excellence of photonic integrated circuits in InP are the University of California at Santa Barbara, USA, and the Eindhoven University of Technology in the Netherlands. A 2005 development showed that silicon can, even though it is an indirect bandgap material, still be used to generate laser light via the Raman nonlinearity. Such lasers are not electrically driven but optically driven and therefore still necessitate a further optical pump laser source.
  • フォトニック集積回路(フォトニックしゅうせきかいろ、Photonic Integrated Circuit、PIC)は、多様なフォトニック機能を統合したデバイスであり、集積回路に近いものである。この2者の大きな違いは、フォトニック集積回路は通常、情報信号において、光波(特に可視光か、赤外線の近くの850nm-1650nm)によって機能するということである。
  • Фотонная интегральная схема (англ. photonic integrated circuit или integrated optical circuit, сокр. PIC) или оптическая интегральная схема, сокр. ФИС — многокомпонентное фотонное устройство, изготовленное на плоской подложке и выполняющее функции обработки[уточнить] оптических сигналов. Фотонная интегральная схема содержит множество оптически связанных между собой компонентов, изготовленных на одной подложке и совместно выполняющих разнообразные функции обработки оптических сигналов (обычно в видимом или ближнем инфракрасном диапазонах длин волн). Ожидается, что ФИС сыграют важнейшую роль в развитии оптической связи.
  • 積體光學(Integrated Optics or Photonic integrated circuit),概念上,是利用半導體製程將光學元件如、開關、分光器等等,直接製作在一個積體電路裡面,變成一個緊緻的光電積體電路元件。相對於電子積體電路是傳遞電子,積體光學元件主要是傳遞可見光或是紅外線波段的光學訊號,而線路中各元件的連接,是由光波波導完成。這種小型化、穩定性高的積體光學元件將在光電通訊系統中發揮越來越大的作用,對光電工業的發展產生深遠的影響。 光電積體元件在商業量產上,主要是以磷化銦為製作用的三五族半導體材料。 此類材料可以將許多的光學主動或是被動功能生長製作在同一塊晶片上。最初的光學積體電路範例,分散式布拉格反射器雷射,僅僅簡單的包含兩個部分:一個增益區與一個分散式布拉格反射器共振腔區。隨後的所有現代單晶片可變波長雷射(monolithic tunable laser)、廣範圍可變波長雷射(widely tunable laser)、外加調制雷射 (externally modulated lasers)、電磁發射器(transmitters)、積體接收器(integrated receivers)等等,都成為光學積體電路的典型範例。現行的高品質光學積體電路元件可以在一片小小磷化銦晶片上整合數以百計的光學功能。 近年來,已經有大量資金投入矽晶圓光學積體電路開發。在2005年開始,已經發現利用矽材料的頻帶能隙做非直接光譜躍遷,可以在矽晶圓上製作雷射元件,利用拉曼非線性光譜機制而發出雷射光線 。這類的矽晶光學積體電路雷射元件無法直接以電流驅動產生雷射光,須由外加雷射光源驅動。目前最前瞻的光學積體電路開發作業,據信大多集中在位於美國的貝爾實驗室。而學術研究方面,在磷化銦晶片光學積體電路上為人注目的整合研究單位則有美國加州大學聖塔芭芭拉分校(University of California at Santa Barbara, USA)與荷蘭恩何芬理工大學(Technische Universiteit Eindhoven)。 於2014-2015年,隨著資料量的增加,數據中心的需求,以及form factor的縮小,積體光學中的矽光積體電路(Silicon photonics)需求增加。同時英國,比利時,美國,新加玻國家實驗室及公司也相繼支持矽光積體電路的設備投入。近年各foundry以multi-project wafer (MPW)方式降低進入門檻,也支持了許多科學計畫和機體光學新創公司的發展。應用面涵蓋傳統的長距離及都會通訊(long haul and metro),數據中心傳輸(data center),以及其他消費性電子產品(consumer electronics)。 在台灣,1983年國立台灣大學電機工程學系成立積體光學研究室,王維新教授主持,合作者有李偉裕教授,莊為群教授,王子建教授等,持續在此領域研究。
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