Optisiaelektrisiä

Optisiaelektrisiä on käsite, jota käytetään kuvaamaan teknologioita ja järjestelmiä, joissa optiikka ja elektroniikka yhdistävät tiedon käsittelyn, siirron ja havaitsemisen. Se kattaa sekä optisen signaalin sähköiseksi muuntavat laitteet että sähköisesti hallittavan valon tuotannon ja ohjauksen tekniikat.

Keskeisiä komponentteja ovat optiset muuntimet kuten fotodetektorit (PIN, APD) sekä valonlähteet kuten LED-lähteet ja laserdiodeja, sekä elektro-optiset modulaattorit, joiden avulla sähköisillä signaaleilla säädetään valon ominaisuuksia. Integroituja fotonisia piirejä ja hybridi-integraatiota käytetään OEIC-tyyppisissä ratkaisuissa valon ja sähkön tiiviissä yhdistämisessä. Käytettyjen materiaalien esimerkkejä ovat piitä (Si), indiumfosfidia (InP) ja galliumarsenidia (GaAs), sekä näiden yhdistelmien monikerros- ja piipohjaiset alustat.

Sovelluksia ovat kuituoptiikan viestintä, datakeskusten optiset yhteydet, LIDAR-järjestelmät, biosignaalien kuvantaminen sekä spektroskopia ja sensorointi. Kvanttiteknologioihin liittyvissä yhteyksissä optisia-elektronisia ratkaisuja käytetään esimerkiksi yksittäisten fotonien havaitsemiseen ja valonhallintaan.

Haasteina ovat häviöt, impedanssinhallinta, terminen hallinta sekä laitteen kokonaistason tuotanto ja luotettavuus. Tutkimus keskittyy entistä nopeampiin ja pienempään tehonkulutukseen sekä fotonisen teknologian ja CMOS-elektroniikan tiiviimpään integraatioon.