La fotonica è un ampio campo di studi che coinvolge la ricerca e l’applicazione della luce in tutte le sue molteplici forme. Il campo non è interessato solo allo spettro della luce visibile; Anche la luce ultravioletta e la luce infrarossa sono molto importanti. Il campo della fotonica era originariamente finalizzato ad applicare la luce a compiti che in precedenza potevano essere risolti solo attraverso l’elettronica, come le telecomunicazioni. Il campo moderno cerca di continuare questo sforzo e di espanderlo cercando tutte le applicazioni per la luce. La fotonica attinge e contribuisce a molti altri campi, come l’elettronica quantistica e l’ottica moderna.
Ci sono molti aspetti della luce e del suo comportamento che sono importanti per chi studia la fotonica per scopi scientifici o industriali. La trasmissione della luce, ad esempio, è importante a causa della necessità di un trasferimento dati efficiente e affidabile da e verso luoghi distanti. I cavi in fibra ottica sono spesso utilizzati per questo scopo. Anche l’emissione e l’amplificazione della luce sono importanti per la produzione e la manipolazione di segnali efficaci.
Il rilevamento della luce è particolarmente importante nella fotonica, poiché la luce coinvolta negli esperimenti e nei test spesso deve essere quantificata e potrebbe anche non essere visibile. Alcuni dispositivi per il rilevamento della luce sono di natura chimica; ad esempio, la luce di una specifica frequenza o intensità può causare uno specifico effetto chimico. Altri rilevatori agiscono come termometri e rispondono al calore fornito dalla luce in ingresso.
Il campo della fotonica è utilizzato in molti settori diversi, dall’elettronica di consumo alla robotica. Scanner di codici a barre e lettori DVD sono entrambe tecnologie basate sulla luce, ad esempio. In medicina, la luce sotto forma di laser viene utilizzata anche per la correzione della vista e la rimozione dei tatuaggi. Le applicazioni militari includono il rilevamento della luce infrarossa per esporre le fonti di calore al buio. Alcune applicazioni della fotonica sono utilizzate interamente per l’intrattenimento; questi includono spettacoli laser e arte olografica.
L’ampia gamma di applicazioni commerciali, industriali e militari nel campo della fotonica garantisce che si tratti generalmente di un’area di ricerca scientifica ben finanziata e fiorente. Ci sono molti aspetti dello studio e dell’applicazione della luce, quindi ci sono molti aspetti diversi del comportamento e dell’uso della luce che possono essere studiati in un dato momento. Un campo di studio comune è la modulazione, il modo in cui le informazioni possono essere codificate in luce. Il metodo di modulazione più semplice è accendere e spegnere una singola sorgente luminosa in base a un codice specificato, come il codice Morse. Altri metodi di modulazione, come il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale, cercano di utilizzare diverse qualità di diverse sorgenti luminose, come la frequenza, per inviare segnali più complessi ed efficienti.