Componenti ottici e fotonici

Questo testo raccoglie, in modo quanto più possibile organico ed ordinato, i contenuti dei vari corsi di fotonica e componenti ottici svolti presso le Facoltà di Ingegneria dell'Università di Modena e Reggio Emilia e dell'Università di Parma. Si tratta di materiale pensato per futuri ingegneri delle telecomunicazioni ed ingegneri elettronici che dovranno affrontare la progettazione di componenti e sottosistemi da impiegarsi nei moderni sistemi di telecomunicazione su portante ottica. L'approccio del testo è quindi necessariamente didattico ma garantisce al contempo la possibilità di approfondimenti rigorosi e dettagliati, sia sui fenomeni di base della propagazione guidata della luce, sia sui principali e più diffusi componenti utilizzati in fotonica. La Fotonica, come disciplina di ricerca, nasce negli anni sessanta con l'invenzione e la produzione dei primi laser. Lo sviluppo di queste sorgenti fu seguito negli anni 70 dall'utilizzo su larga scala delle fibre ottiche come mezzo per trasmettere l'informazione tramite fasci di luce. Negli anni successivi la ricerca scientifica e il continuo progresso tecnologico nel settore portarono ad una vera e propria rivoluzione nelle telecomunicazioni fornendo, ad esempio, il nucleo della moderna rete internet. Il suo successo e la sua espansione globale sono certamente e anche il risultato di contributi importanti forniti appunto dalla fotonica. Oggi questa disciplina è cresciuta ben oltre le più ottimistiche previsioni e ben oltre il campo originale delle telecomunicazioni in cui è nata, fino a comprendere una vasta gamma di applicazioni scientifiche e tecnologiche che includono le lavorazioni laser, la sensoristica, la diagnosi e la terapia medica, nonché le tecnologie di illuminazione e l'elaborazione ottica. L'incontro tra la fotonica ed altre discipline ha poi aperto orizzonti nuovi, qualche decina di anni fa semplicemente inimmaginabili. La biofotonica, area di ricerca multidisciplinare che utilizza le tecnologie fotoniche in medicina e biologia, è forse, in questo senso, l'esempio più interessante. Le potenzialità della fotonica sono tali che la stessa Commissione Europea l'ha indicata come una delle tecnologie chiave per affrontare molte delle sfide ambientali, sanitarie e sociali dell'Unione nei prossimi anni. Lungi dall'affrontare tutte queste tematiche di indubbio interesse, per le quali sarebbe necessaria una trattazione specifica, questo testo si limita, come detto, all'ambito delle telecomunicazioni, pur covando l'ambizione che le nozioni proposte e gli approcci descritti possano costituire una base fondamentale per avvicinarsi a discipline diverse con cui la fotonica possa proficuamente interagire. La soddisfazione nel portare alla luce quest'opera non può non accompagnarsi a sentiti ringraziamenti a tutti gli studenti che in questi anni hanno pazientemente segnalato migliorie e ai colleghi per il loro competente supporto.