Mikrofotonik

Mikrofotonik är en teknikgren som sysslar med att rikta ljus i mikroskopisk skala och som används i optiska nätverk . Särskilt hänvisar det till den gren av teknik som handlar om integrerade enheter och system på wafernivå som sänder ut, sänder, detekterar och bearbetar ljus tillsammans med andra former av strålningsenergi med foton som kvantenhet .

Mikrofotonik använder minst två olika material med ett stort differentiellt brytningsindex för att pressa ner ljuset till en liten storlek. Generellt sett förlitar sig praktiskt taget all mikrofotonik på Fresnel-reflektion för att styra ljuset. Om fotonerna huvudsakligen finns i materialet med högre index, beror inneslutningen på total intern reflektion . Om inneslutningen beror på många distribuerade Fresnel-reflektioner , kallas enheten en fotonisk kristall . Det finns många olika typer av geometrier som används inom mikrofotonik, inklusive optiska vågledare , optiska mikrokaviteter och arrayade vågledargitter .

Fotoniska kristaller

Fotoniska kristaller är icke-ledande material som reflekterar olika våglängder av ljus nästan perfekt. En sådan kristall kan kallas en perfekt spegel . Andra anordningar som används inom mikrofotonik inkluderar mikrospeglar och fotoniska trådvågledare. Dessa verktyg används för att "forma ljusflödet", en berömd fras för att beskriva målet med mikrofotonik. Kristallerna fungerar som strukturer som tillåter manipulation, inneslutning och kontroll av ljus i en, två eller tre dimensioner av rymden.

Mikrodiskar, mikrotoroider och mikrosfärer

Silica optisk mikrodisk (med tillstånd http://copilot.caltech.edu

En optisk mikrodisk, optisk mikrotoroid eller optisk mikrosfär använder intern reflektion i en cirkulär geometri för att hålla fast vid fotonerna . Denna typ av cirkulärt symmetrisk optisk resonans kallas ett Whispering Gallery-läge , efter att Lord Rayleigh myntat begreppet.

Ansökan

Mikrofotonik har biologiska tillämpningar och dessa kan demonstreras i fallet med "biofotoniska chips", som är utvecklade för att öka effektiviteten i termer av "fotoniskt utbyte" eller den insamlade luminiscerande signalen som emitteras av fluorescerande markörer som används i biologiska chips.

För närvarande utvecklas även mikrofotonikteknik för att ersätta elektronikenheter och biokompatibla intracellulära enheter. Till exempel skulle det långvariga målet med en helt optisk router eliminera elektroniska flaskhalsar och påskynda nätverket. Perfekta speglar utvecklas för användning i fiberoptiska kablar .

Se även

• Fotonik