Φωτονική

Φωτονική ονομάζεται ο κλάδος των επιστημών και της τεχνολογίας που ασχολείται με την δημιουργία, τον έλεγχο και την ανίχνευση φωτονίων ιδιαίτερα στην περιοχή του ορατού φωτός και στο κοντινό υπέρυθρο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Η Φωτονική ως επιστήμη σχετίζεται με την κβαντική οπτική και την οπτοηλεκτρονική, ενώ τα όρια μεταξύ τους δεν είναι σαφή. Συνήθως με τον όρο «κβαντική οπτική» αναφέρεται κανείς στην βασική έρευνα και με τον όρο «φωτονική» αναφέρεται στην εφαρμοσμένη έρευνα. Ο όρος «οπτοηλεκτρονική» αναφέρεται στην στενή περιοχή της μελέτης ενεργών αλλά και παθητικών υλικών που αλληλιπεδρούν ηλεκτρικά με το φως. Επιπλέον, δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός μεταξύ αυτών των πεδίων και της οπτικής, ενώ χρησιμοποιούνται διαφορετικοί ορισμοί σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές και σε διαφορετικές βιομηχανίες. Το πεδίο της φωτονικής παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στις οπτικές τηλεπικοινωνίες. Η επιστήμη και οι εφαρμογές της φωτονικής στηρίζονται κυρίως στην χρήση των λέιζερ.

 Το πεδίο της φωτονικής περιλαμβάνει την εκπομπή, την μετάδοση, την ενίσχυση, την ανίχνευση και την διαμόρφωση του φωτός. Οι φωτονικές διατάξεις περιλαμβάνουν τις οπτοηλεκτρονικές διατάξεις (όπως τα λέιζερ και τους φωτοανιχνευτές), τους φωτονικούς κρυστάλλους, οπτικές ίνες, τους επίπεδους κυματοδηγούς και άλλα παθητικά οπτικά στοιχεία. Μερικές από τις περιοχές όπου βρίσκει εφαρμογή η φωτονική είναι οι τηλεπικοινωνίες, η επεξεργασία πληροφοριών, η φωταψία, η μετρολογία, η φασματοσκοπία, η ολογραφία, η ιατρική (χειρουργική, διόρθωση όρασης, ενδοσκόπηση, παρακολούθηση υγείας), επεξεργασία υλικών με χρήση λέιζερ, τέχνη της όρασης, βιοφωτονική, γεωργία, ρομποτική και άμυνα. Η φωτονική ως πεδίο εμφανίστηκε ουσιαστικά το 1960, με την εφεύρεση των λέιζερ. Κατά την διάρκεια του 1970 η ανάπτυξη των οπτικών ινών όπως επίσης και των ενισχυτών προσμίξεων Ερβίου αποτέλεσαν την κύρια εφαρμογή της φωτονικής και έθεσαν τις βάσεις για την ανάπτυξη των τηλεπικοινωνιών στα τέλη του 20ου αιώνα, ενώ παρείχαν την απαραίτητη υποδομή για την ανάπτυξη του διαδικτύου. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μεγάλη ανάπτυξη της φωτονικής σε περιοχές που δεν αφορούν τις τηλεπικοινωνίες και το διαδίκτυο. Επιπλέον αναμένεται τεράστια ανάπτυξη του πεδίου αυτού αν ευοδωθούν οι προσπάθειες κατασκευής φωτονικών διατάξεων από πυρίτιο (silicon photonics). Συσκευές καθημερινής χρήσης: Σαρωτές ραβδοκωδικών (barcode scanners), εκτυπωτές, συσκευές CD/DVD/Blue-ray, συσκευές τηλεχειρισμού. Τηλεπικοινωνίες. Τηλεπικοινωνίες οπτικών ινών Ιατρική: Διόρθωση όρασης, χειρουργική με λέιζερ, χειρουργική ενδοσκόπιση, αφαίρεση τατουάζ Βιομηχανία: χρήση λέιζερ για κολλήσεις, κοπή και άλλες μορφές επεξεργασίας επιφανειών Κατασκευαστική: Μέτρηση αποστάσεων, αποτύπωση κατασκευών, δημιουργία χαρτών Αεροναυπηγική: φωτονικά γυροσκόπια Άμυνα: Ανιχνευτές υπερύθρου, πλοήγηση, διάσωση, εντοπισμός ναρκών Διασκέδαση: laser show, τεχνικές ολογραφίας Μετρολογία: μέτρηση χρόνου και συχνότητας, μέτρηση αποστάσεων Φωτονική υπολογιστική: συγχρονισμός και επικοινωνία μεταξύ υπολογιστών, πίνακες κυκλωμάτων με οπτοηλεκτρονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Στο μέλλον: κβαντικοί υπολογιστές. iesl.forth.gr eie.gr telecom.ece.ntua.gr physics.uoi.gr EOS European Optical Society (EOS)