Fotònica

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Dispersió de la llum per un prisma
Aphrodita aculeata, exemple d'aplicació de la fotònica per part d'un animal. Aquesta espècie de cuc poliquet marí reflecteix la llum groga, vermella i verda per allunyar els seus depredadors.

La fotònica és la ciència que estudia la creació, el control i la detecció dels fotons i de les seves interaccions amb la matèria.[1][2][3][4] En particular en l'espectre visible i infraroig pròxim, però que també s'estén a altres porcions de l'espectre que inclouen a l'ultraviolat (longituds d'ona de 0,2 - 0,35 µm), infraroig d'ona llarga (8 - 12 µm) i infraroig llunyà (75 - 150 µm), on actualment s'estan desenvolupant de manera activa els làser de cascada quàntica. Els fotons són les partícules elementals d'intercanvi lligades a la força electromagnètica. El terme fotònica va ser encunyat pel físic francès Pierre Aigrain el 1967 i és àmpliament usat des de mitjans de la dècada del 1970.[3]

La fotònica sorgeix com a resultat dels primers semiconductors emissors de llum inventats a principis de 1960 en General Electric, MIT Lincoln Laboratory, IBM, i RCA i fets factibles en la pràctica per Zhores Alferov i Dmitri Z. Garbuzov i col·laboradors que treballaven en el Ioffe Physico-Technical Institute i gairebé simultàniament per Izuo Hayashi i Mort Panish que treballaven en els Bell Telephone Laboratories.

Aplicacions[modifica]

Les aplicacions de la fotònica són omnipresents. S'inclouen tots els àmbits, des de la vida quotidiana fins a la ciència més avançada, per exemple, la detecció de llum, les telecomunicacions, el processament de la informació, la computació fotònica, la il·luminació, la metrologia, l'espectroscòpia, l'holografia, la medicina (cirurgia, correcció de la visió, endoscòpia, control de la salut), biofotònica, tecnologia militar, processament de materials làser, diagnòstic artístic (que implica infraroig Reflectografía, Raigs X, Ultraviolada fluorescència, XRF), agricultura i robòtica.

De la mateixa manera que les aplicacions de l'electrònica s'han ampliat de manera contundent des que el primer transistor fos inventat en 1948, les noves aplicacions particulars de la fotònica continuen apareixent. Aquelles de les quals es consideren aplicacions consolidades i econòmicament importants dels dispositius fotònics de semiconductors inclouen: emmagatzematge òptic de dades, telecomunicacions per fibra òptica, impressió làser (basada en la xerografia), visualitzadors i bombeig òptic en làsers d'alta potència. Les aplicacions potencials de la fotònica són virtualment il·limitades i inclouen: síntesi química, diagnòstic mèdic, comunicació de dades on-xip, defensa amb armes làser i obtenció d'energia mitjançant fusió, entre altres aplicacions interessants.

  • Equips de consum: Escàner de codi de barres, impressora, dispositius de CD/DVD/Blu-ray, dispositius de control remot.
  • Telecomunicacions: comunicació per fibra òptica, convertidor de baixada òptica a microones.
  • Medicina: correcció de la vista, cirurgia làser, endoscòpia quirúrgica, eliminació de tatuatges.
  • Fabricació industrial: ús de làsers per a soldar, trepar, tallar i diversos mètodes de modificació de superfícies.
  • Construcció: anivellament làser, telemetria làser, estructures intel·ligents.
  • Aviació: giroscopis fotònics que manquen de peces mòbils.
  • Militar: Sensors IR, comandament i control, navegació, cerca i rescat, col·locació i detecció de mines.
  • Entreteniment: espectacle lásers, efectes de raigs, art hologràfic.
  • Processament de la informació.
  • Sensors: LIDAR, sensors per a l'electrònica de consum.
  • Metrologia: mesuraments de temps i freqüència.
  • Computació fotònica: distribució del rellotge i comunicació entre ordinadors, placa de circuit impresos, o dins de circuit integrats optoelectrònics; en el futur: computació quàntica.

La microfotònica i la nanofotònica solen incloure cristall fotònics i dispositiu d'estat sòlids.

Referències[modifica]

  1. Editors, Photonics Media. «What Is Photonics?». [Consulta: 4 abril 2021].
  2. «¿Qué es la Fotónica? - Año internacional de la Luz 2015». Arxivat de l'original el 2021-10-28. [Consulta: 4 abril 2021].
  3. 3,0 3,1 Paschotta, Dr Rüdiger. «Photonics» (en anglès). [Consulta: 28 juliol 2021].
  4. Marín, Pau. «La fotónica y sus aplicaciones en el diario vivir | Iluminet revista de iluminación» (en castellà), 21-10-2020. [Consulta: 31 agost 2021].

Vegeu també[modifica]

Publicacions periòdiques (enllaços externs en anglès)[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Fotònica