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PHOTONICS La fotonica è l’applicazione scientifica e tecnologica delle particelle di luce, o fotoni. La fotonica può anche descrive- re lo studio di qualsiasi altra energia radiante il cui quanto è un fotone. Un “quanto” è la più piccola unità misurabile di una proprietà fisica. Ad esempio, un quanto di luce è un fotone, mentre un quanto di elettricità è un elettrone. La fotonica si concentra sulla generazione, rilevamento, tra- smissione e manipolazione della luce in situazioni in cui la sua natura particellare (il fotone) è essenziale. La fotonica è strettamente correlata all’ottica quanti- stica. In generale, l’ottica è una branca ampia della fisi- ca che studia il comportamento e le proprietà della luce, nonché la visione e la percezione. La fotonica è una sot- to-categoria dell’ottica che si concentra sulla scienza e sulla tecnologia dei fotoni. L’ottica quantistica è lo studio della luce in cui la sua par- ticella, o natura quantistica, è essenziale. La differenza tra l’ottica e la fotonica è principalmente tecnologica. L’ottica quantistica tende ad essere più teorica. Al con- trario, la fotonica applica concetti di ottica quantistica per scoprire e progettare applicazioni pratiche. In questo articolo faremo una panoramica sulla fotonica e sui circuiti integrati fotonici di cui descriveremo anche i vantaggi di impiego, la componentistica e le applicazioni Circuiti integrati fotonici Fulvio De Santis I fotoni sono particelle prive di massa, le più piccole unità di luce. Nella fotonica, i fotoni vengono generati e utilizzati in un ambiente controllato. Tra i tipi di energie radianti prodot- te dai fotoni, le applicazioni fotoniche utilizzano le bande visibili e infrarosse dello spettro elettromagnetico. I fotoni trasportano energia nei circuiti e sistemi fotonici. I circuiti integrati fotonici I circuiti integrati fotonici (in inglese “Photonic Integra- ted Circuits – PIC”) sono chip contenenti componenti fo- tonici che funzionano con fotoni. La luce viene iniettata nei circuiti integrati fotonici per azionare i componenti. Tutte le operazioni sono control- late dalla luce. I circuiti integrati fotonici vengono utilizzati per l’elabo- razione, il calcolo e l’amplificazione del segnale, nonché per la generazione, il rilevamento e la manipolazione dei fotoni. Nei circuiti integrati fotonici, i fotoni viaggiano attra- verso componenti ottici. Alcuni componenti dei circuiti integrati fotonici sono guide d’onda, polarizzatori, laser, sfasatori, ecc. I PIC sono fabbricati su semiconduttori standard, semi- conduttori composti, materiali cristallini non lineari e materiali dielettrici. Alcuni dei materiali utilizzati nella fabbricazione dei circuiti integrati fotonici sono: • Fosfuro di indio • Arseniuro di gallio • Nitruro di silicio • Niobato di litio L’importanza dei PIC sta crescendo man mano che i cir- cuiti integrati elettronici raggiungono la loro massima capacità di integrazione. In queste circostanze, il poten- ziale dei circuiti integrati fotonici viene utilizzato nelle comunicazioni dati, nei veicoli autonomi, nelle applica- zioni aerospaziali e aeronautiche, ed altro ancora. I cir- cuiti integrati fotonici sono classificati in base alla loro funzione, al livello di integrazione e ai materiali del sub- strato. Nella figura 1 viene riportato un circuito integrato foto- nico di LioniX International. (Fonte: Shutterstock) EO LIGHTING/SMART TECH - APRILE 2025 XVII