Fotoniikkakomponentit

Fotoniikkakomponentit ovat laitteita ja osia, joiden avulla valo käsitellään optisessa järjestelmässä. Niitä käytetään valon tuottamiseen, ohjaamiseen, muuntamiseen ja havaitsemiseen sekä optisen tiedonsiirron että sensoroinnin sovelluksissa. Ne voivat olla sekä passiivisia että aktiivisia laitteita, ja ne voivat olla erillisiä komponentteja tai integroituna fotoniikkapiireille.

Tärkeimmät komponenttiryhmät ovat valonlähteet, havaitsemis-/detektiokomponentit sekä ohjaus- ja muuntamistoiminnot. Valonlähteisiin kuuluvat laserit ja LED-modulit, jotka tuottavat signaalia valona. Havaitsemiseen käytetään fotodetektoreita, kuten dioneja, APD:tä sekä SPAD-tyyppisiä ratkaisuja. Modulaattorit ohjaavat valon ominaisuuksia, esimerkiksi vaihetta, amplitudia tai polarisaatiota. Vahvistimet, kuten kuituoptiset tai semikonduktorivahvistimet (esim. SOA), vahvistavat signaaleja. Valonohjaus- ja siirtokomponentit, mukaan lukien valonoppaat, kuidut, kytkimet, jakajat sekä suodattimet, ohjaavat valon kulkua ja mahdollistavat signaalin käsittelyn. Multiplexereiden ja demultiplexereiden avulla voidaan yhdistää tai erottaa useita signaaleja samassa kaapissa.

Integraatio on keskeinen kehityssuunta: monet komponentit integroidaan fotoniikkapiireille, mikä mahdollistaa useiden toimintojen yhdistämisen pienelle sirulle. Tämä parantaa kokoa, energiatehokkuutta ja yhteensopivuutta elektronisten järjestelmien kanssa. Keskeisiä alustoja ovat silikonifotoniikka sekä III-V materiaalien yhdistelmät.

Sovelluksia ovat telekommunikaatio ja datansiirto, sensorointi ja mittaus sekä lääketiede, teollisuus ja kvanttipohjaiset järjestelmät.