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联想是思维的翅膀。科学的长空广阔无垠,我们应该展开联想这个翅膀,自由地翱翔。现代科学的各个领域、各个分支都不是孤立的,而是相互影响、相互渗透、相互联系的……联想,会将思维带到一个新的科学境界!

集成电路是大家都熟知的。它是将晶体三极管、二极管、电阻和电容等电路基本元件都制作在一块很小的硅片上,并利用扩散和蒸发金属的办法,将这些元件按照一定要求互相连接起来,构成一块不可分割的具有一定功能的完整电路。在这样一块集成电路基片上,包含有几十个元件(小规模)到几万个元件(大规模)。自从1960年世界上第一块集成电路在美国诞生以来,集成电路已经经历了小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路三代的发展历程,正在向包含有10万个以上元件的超大规模集成电路进军。

人们从集成电路得到启示,六十年代末,将同集成电路相类似的技术应用到光学领域里来,于是,便产生了集成光路的概念,并且出现了一门研究集成光路理论、制造和应用的新学科——集成光学。

集成光学元件是什么样子?集成光路又是怎样构成的呢?

我们还是从日常生活中最熟悉的“光学仪器”谈起吧。人的眼睛近视了,需要配一副近视镜;上了年纪,做活时就得求助老花镜帮忙;洗完了脸,要到镜子跟前照一照;看军用地图,常常要请放大镜来配合……这些眼镜、镜子和放大镜就是最简单的光学元件,它们同光源(太阳或电灯)和眼睛一起构成了光路系统。近视镜,是一种中间薄而边缘厚的玻璃片,即凹透镜,它有缩小景物和使光线发散的功能;花镜和放大镜,是一种中间厚而边缘薄的玻璃片,即凸透镜,它有放大景物和使光线会聚的功能;镜子,是背面涂了水银的玻璃片,即反射镜,它有反射光线和折转光路的作用。这些,都是制造光学仪器的光学零件。不过,由于各种各样的光学仪器结构,它们所采用的许许多多的凸透镜、凹透镜的材料、表面曲率和厚度等参数也都各不相同。为了获得各种不同的性能和成象的光学系统,以使仪器能满足使用上的需要,设计制造的凸透镜和凹透镜是多种多样的,而且常常是将几个镜片胶合起来或者用几片透镜构成一组,以改善成象质量。反射镜也有各式各样的,而且在许多情况下采用棱镜代替平面镜来折转光路。此外,在光学仪器制造中,还有许多其它光学零件,如供瞄准用带十字线或标尺的玻璃片——分划板,供测量读数用的带有度、分、秒刻度的玻璃片——度盘、分盘和秒盘。采用这些光学零件,就可以构成各式各样的光学系统,制成各种类型的光学仪器,诸如工厂检查员用以检查工件质量的大型工具显微镜,边防战士们用以瞄准敌人坦克的火箭筒瞄准镜,技术人员用以洞察昆虫面目的生物显微镜,医院外科医生用以缝合患者血管的手术显微镜,天文学家用以探索宇宙秘密的天文望远镜,公安人员用以鉴别作案人指纹的双物镜比较显微镜,电影院里的电影放映机,公园里为情侣们留下幸福微笑的照相机……各种各样的光学仪器和设备,在工业、农业、军事、科研及日常生活的各个方面,为人类作出了许许多多的贡献,是人们从事现代化建设的得力助手。

一台光学仪器,常常有几个、几十个以至几百个玻璃制成的光学零件,而且还要有固定、支承、调节这些光学零件并构成仪器整体的大量的金属零部件。这样,一台光学仪器,小的有几斤重,大的就要上吨重了。此外,还有一些光学仪器采用巨大的光具座,以及防震和恒温恒湿等设备,那就更加庞大笨重了。由于这个缘故,光学仪器的应用受到了限制,不能适应日益广泛的需要。

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