定义
集成光学是一种旨在构建所谓的集成光学器件或光子集成电路或平面光波电路的技术，其中包含多个或许多光学元件，这些光学元件组合在一起以实现一些或多或少复杂的功能。 这些组件可以是例如滤光片、调制器、放大器、激光器和光电探测器。 例如，它们可以在某些晶体材料（例如硅，二氧化硅或LiNbO3）的表面上制造） 并与波导连接。
集成光学的最初灵感来自电子集成电路技术，该技术几十年来发展迅速，并取得了惊人的成就，例如包含数百万个晶体管的复杂而强大的微处理器，专用信号处理器和具有巨大数据存储容量的计算机存储芯片。 不幸的是，就可能设备的复杂性而言，集成光学器件无法与微电子学的进步相提并论。 这是由于许多技术限制造成的：
- 虽然电子电路可以包含极小的导线，但光学元件需要通过波导连接，波导的尺寸通常不能比波长小得多，并且通常不能容忍非常尖锐的弯曲。 （通过使用具有非常高折射率对比度的波导，例如纳米光纤或光子带隙波导，可以消除此限制。
- 光连接，例如波导和耦合器之间的光连接，比电气连接更为重要。
- 波导、器件连接和无源光学元件表现出光损耗，通常需要用光放大器进行补偿。 它们比基于晶体管的电子放大器更大、更复杂。
- 某些类型的光学元件几乎无法小型化。
- 有不同的材料平台，在功能和限制方面差异很大，找到一个能够满足应用程序所有需求的平台并不总是那么容易。 与此相反，用于微电子的CMOS平台可以满足该领域的大多数要求。
由于这些原因，集成电路到目前为止还没有达到电子集成电路的复杂性。 然而，中等复杂度的设备仍然有用，例如光纤通信，它们可以承载多个数据发射器和/或接收器，由分布式反馈激光器、光调制器、光电二极管和光学滤波器（例如阵列波导光栅的形式）组成。 最近，硅光子学的发展产生了对强大且具有成本效益的集成光学技术的新希望。
参考文献
[1] P. K. Tien, “Light waves in thin films and integrated optics”, Appl. Opt. 10 (11), 2395 (1971), doi:10.1364/AO.10.002395
[2] G. I. Stegeman and C. T. Seaton, “Nonlinear integrated optics”, J. Appl. Phys. 58 (12), R57 (1985), doi:10.1063/1.336205
[3] G. I. Stegeman et al., “Third order nonlinear integrated optics”, IEEE J. Lightwave Technol. 6 (6), 953 (1988), doi:10.1109/50.4087
[4] L. Thylen, “Integrated optics in LiNbO3: recent developments in devices for telecommunications”, IEEE J. Lightwave Technol. 6 (6), 847 (1988), doi:10.1016/0040-6090(89)90827-4
[5] I. Baumann et al., “Er-doped integrated optical devices in LiNbO3”, J. Sel. Top. Quantum Electron. 2 (2), 355 (1996), doi:10.1109/2944.577395
[6] B. Jalali et al., “Advances in silicon-on-insulator optoelectronics”, J. Sel. Top. Quantum Electron. 4 (6), 938 (1998), doi:10.1109/2944.736081
[7] K Okamoto, “Recent progress of integrated optics planar lightwave circuits”, Opt. Quantum Electron. 31 (2), 107 (1999), doi:10.1023/A:1006975415469
[8] L. Chang, S. Liu and J. E. Bowers, “Integrated optical frequency comb technologies”, Nature Photonics 16, 95 (2022), doi:10.1038/s41566-021-00945-1
