Óptica integrada

 

photonic device based on integrated optics

Dispositivo fotónico basado en la óptica integrada

 

La óptica integrada es un campo de la tecnología dedicado a la producción de sistemas fotónicos basados en circuitos de onda luminosa planar que incorporan distintos elementos en un sustrato físico único utilizando técnicas de fabricación similares a las de la microelectrónica.

El concepto de óptica integrada se remonta a 1969, cuando aparecen los primeros artículos pioneros sobre el tema. Sin embargo, la llegada de tecnologías eficientes de fabricación industrializada no se concretará hasta la última década del siglo XX. A pesar de las similitudes con la microelectrónica en el proceso de fabricación, los beneficios que se esperaban de estos dispositivos ópticos llegaron algo más tarde lo que cabía esperar. La importante demanda de dispositivos fotónicos en el sector de las telecomunicaciones hacia el año 2000 tuvo un gran impacto en el desarrollo de soluciones que permitieron superar los cuellos de botella que presentaba esta tecnología y que dieron lugar a la aparición y expansión de fundiciones, de fotónica, que ofrecían catálogos básicos de dispositivos fotónicos y servicios de fabricación para terceros a precios muy competitivos.

Los circuitos ópticos resultantes eran muy compactos e integraban un gran número de funciones ópticas que si se hubiesen tenido que implementar utilizando óptica discreta habrían tenido un tamaño mucho mayor. El uso de procesos de fabricación por lotes, como los utilizados en microelectrónica, también supuso un ahorro en los costes de producción. Este factor se volvió especialmente importante al aumentar los volúmenes de producción, y no tardaron en lograrse reducciones en la escala todavía mayores. Si la tecnología de fabricación seleccionada es capaz de incorporar la electrónica en un único sustrato, puede añadirse esta funcionalidad a los elementos del circuito óptico de forma sencilla y económica.

Existen diferentes tecnologías para la óptica integrada. Entre las más implantadas se encuentra la fotónica de silicio, las guías de ondas de óxido, nitruro y oxinitruro de silicio, los dispositivos basados en semiconductores III-V y las tecnologías de niobato de litio. Cada tipo de tecnología tiene sus ventajas y desventajas características. La tabla que se incluye a continuación contiene un resumen de las principales características de estas plataformas fotónicas. En concreto, incluye el coste relativo por unidad, la capacidad de producir fuentes de luz utilizando la misma tecnología, la capacidad de producir elementos de fase activos (moduladores, conmutadores, etc.) y su compatibilidad con la inclusión de electrónica en el mismo sustrato.

Tecnología Coste Fuentes de luz
Fase activa Efectos activos
Longitudes de onda
Electrónica compatible
Niobato de litio Elevado NO Electro-óptico Visible-Infrarrojos NO
Óxido, nitruro y oxinitruro de sicilio Bajo NO ¿SÍ? Thermo-óptico (débil, lento) Visible- Infrarrojos
III-V Semiconductores Elevado Electro-óptico Thermo-óptico Visible- Infrarrojos NO
Silicio Bajo Experimental Inyección de carga Thermo-óptico Infrarrojos

Principales características de una selección de tecnologías de óptica integrada

 

DermaLumics tiene una gran experiencia en el desarrollo de fotónica de silicio, la plataforma elegida como la más adecuada para el desarrollo y que permite a DermaLumics ofrecer importantes ventajas: relación coste-eficacia, múltiples funcionalidades que pueden integrarse en un único dispositivo y disponibilidad generalizada de los procesos de fabricación en la industria. Además, el silicio es un material con un elevado índice de refracción que hace posible fabricar dispositivos muy compactos.

 

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