valonohjaukseen

Valonohjaukseen on optiikassa ja fotoniikassa käytetty käsite, joka kuvaa prosesseja ja rakenteita, joissa valo pidetään rajatussa tilassa ja ohjataan määränpäähänsä. Käytännössä valonohjausta hyödynnetään signaalin siirtämisessä sekä järjestelmä- ja tutkimussovelluksissa.

Perusperiaatteena on total internal reflection, jonka avulla valo pysyy ohjaavassa rakenteessa, kuten kuidun ytimen sisällä, kun kahden materiaalin indeksikontrastit ylittävät tietyt raja-arvot. Tämä mahdollistaa tehokkaan valon kulun sekä lyhyissä että pitkiä matkoja koskevissa rakenteissa. Tyypillisiä rakenteita ovat optiset kuidut, planar waveguide -rakenteet sekä integroidut fotoniikkapiirit (PIC). Materiaalivaihtoehtoja ovat esimerkiksi lasi (silika), silicon nitride sekä litiumniobaatin kaltaiset keraamiset aineet.

Sovelluksia ovat telekommunikaatio ja kuituoptinen tiedonsiirto, sensorointi, lääketieteellinen kuvantaminen sekä LiDAR ja muut valon käsittelyyn perustuvat järjestelmät. Valonohjausta suunniteltaessa huomioidaan häviöt, dispersio sekä modal dispersion sekä kytkentä- ja liitosmenetelmät.

Tulevaisuudessa kehitys suuntautuu entistä tiiviimpiin ja tehokkaampiin integroituihin ratkaisuihin, kuten kehittyneiden PIC- ja nanophotoniikan sovellusten sekä erilaisten materiaalien ja valmistusmenetelmien kehittämiseen.