Microfotónica

La microfotónica es una rama de la tecnología que se ocupa de dirigir la luz a escala microscópica y se utiliza en redes ópticas. En particular, se refiere a la rama de la tecnología que se ocupa de los dispositivos y sistemas integrados a nivel de oblea que emiten, transmiten, detectan y procesan la luz junto con otras formas de energía radiante con el fotón como unidad cuántica.

La microfotónica emplea al menos dos materiales diferentes con un gran índice diferencial de refracción para reducir la luz a un tamaño pequeño. En términos generales, prácticamente toda la microfotónica se basa en la reflexión de Fresnel para guiar la luz. Si los fotones residen principalmente en el material de mayor índice, el confinamiento se debe a la reflexión interna total. Si el confinamiento se debe a muchas reflexiones de Fresnel distribuidas, el dispositivo se denomina cristal fotónico. Hay muchos tipos diferentes de geometrías utilizadas en microfotónica, incluidas las guías de ondas ópticas, las microcavidades ópticas y las rejillas de guía de ondas en matriz.

Cristales fotónicos

Los cristales fotónicos son materiales no conductores que reflejan varias longitudes de onda de luz casi a la perfección. Tal cristal puede denominarse un espejo perfecto. Otros dispositivos empleados en microfotónica incluyen microespejos y guías de ondas de alambre fotónico. Estas herramientas se utilizan para "moldear el flujo de luz", una frase famosa para describir el objetivo de la microfotónica. Los cristales sirven como estructuras que permiten la manipulación, confinamiento y control de la luz en una, dos o tres dimensiones del espacio.

Microdiscos, microtoroides y microesferas

Microdisk óptico Silica (cortesía http://copilot.caltech.edu

Un microdisco óptico, un microtoroide óptico o una microesfera óptica utiliza la reflexión interna en una geometría circular para retener los fotones. Este tipo de resonancia óptica circularmente simétrica se denomina modo de galería susurrante, después de que Lord Rayleigh acuñara el término.

Solicitud

La microfotónica tiene aplicaciones biológicas y éstas se pueden demostrar en el caso de los "chips biofotónicos", que se desarrollan para aumentar la eficiencia en términos de "rendimiento fotónico" o la señal luminiscente recogida emitida por marcadores fluorescentes utilizados en chips biológicos.

Actualmente, también se está desarrollando tecnología microfotónica para reemplazar dispositivos electrónicos y dispositivos intracelulares biocompatibles. Por ejemplo, el objetivo de larga data de un enrutador totalmente óptico eliminaría los cuellos de botella electrónicos, acelerando la red. Se están desarrollando espejos perfectos para su uso en cables de fibra óptica.