La photonique est un vaste domaine d’étude qui implique la recherche et l’application de la lumière sous toutes ses formes. Le domaine ne s’intéresse pas seulement au spectre de la lumière visible ; la lumière ultraviolette et la lumière infrarouge sont également très importantes. Le domaine de la photonique visait à l’origine à appliquer la lumière à des tâches qui ne pouvaient auparavant être résolues que par l’électronique, telles que les télécommunications. Le domaine moderne cherche à poursuivre cet effort et à l’élargir en recherchant toutes les applications de la lumière. La photonique s’inspire et contribue à plusieurs autres domaines, tels que l’électronique quantique et l’optique moderne.
De nombreux aspects de la lumière et de son comportement sont importants pour ceux qui étudient la photonique à des fins scientifiques ou industrielles. La transmission de la lumière, par exemple, est importante en raison de la nécessité d’un transfert de données efficace et fiable vers et depuis des emplacements distants. Les câbles à fibres optiques sont souvent utilisés à cette fin. L’émission et l’amplification de la lumière sont également importantes pour la production et la manipulation de signaux efficaces.
La détection de la lumière est particulièrement importante en photonique, car la lumière impliquée dans les expériences et les tests doit souvent être quantifiée et peut même ne pas être visible. Certains dispositifs de détection de lumière sont de nature chimique ; par exemple, la lumière d’une fréquence ou d’une intensité spécifique peut provoquer un effet chimique spécifique. D’autres détecteurs agissent comme des thermomètres et réagissent à la chaleur fournie par la lumière entrante.
Le domaine de la photonique est utilisé dans de nombreuses industries différentes, allant de l’électronique grand public à la robotique. Les scanners de codes à barres et les lecteurs de DVD sont tous deux des technologies basées sur la lumière, par exemple. En médecine, la lumière sous forme de laser est également utilisée pour la correction de la vue et le détatouage. Les applications militaires incluent la détection de la lumière infrarouge pour exposer les sources de chaleur dans l’obscurité. Certaines applications de la photonique sont entièrement utilisées pour le divertissement ; ceux-ci incluent des spectacles laser et de l’art holographique.
Le large éventail d’applications commerciales, industrielles et militaires dans le domaine de la photonique garantit qu’il s’agit généralement d’un domaine de recherche scientifique bien financé et florissant. L’étude et l’application de la lumière comportent de nombreuses facettes. Il existe donc de nombreux aspects différents du comportement et de l’utilisation de la lumière qui peuvent être étudiés à tout moment. Un domaine d’étude commun est la modulation, la manière dont l’information peut être codée en lumière. La méthode de modulation la plus simple consiste à allumer et éteindre une seule source lumineuse selon un code spécifié, tel que le code Morse. D’autres méthodes de modulation, telles que le multiplexage orthogonal en fréquence, cherchent à utiliser différentes qualités de différentes sources lumineuses, telles que la fréquence, pour envoyer des signaux plus complexes et plus efficaces.