Un circuit intégré photonique est une puce ou un circuit électronique compact qui se spécialise soit dans la génération soit dans le traitement de l’énergie lumineuse modulée utilisée dans les communications optiques. Elle peut également être classée selon la bande de fréquence associée à l’énergie lumineuse utilisée dans la liaison de communication optique. Avant l’an 2000, la plupart des équipements de communication optique utilisaient des composants semi-conducteurs et des micropuces séparés pour les générateurs et convertisseurs optiques et pour les circuits électroniques.
Le terme « photonique » fait référence au photon, qui est une particule d’énergie lumineuse. Les premiers circuits de communications optiques utilisaient un modulateur de faisceau optique rapide capable de superposer un flux binaire rapide sous la forme d’une série de faisceaux lumineux « allumés » et « éteints ». Les appareils numériques utilisés en électronique ont été incorporés avec des émetteurs et des récepteurs optiques, ce qui a donné le circuit intégré photonique. Le nouveau circuit intégré photonique permet une conception de circuit photonique plus sophistiquée avec un nombre de composants inférieur. Cela signifie des gains globaux associés à des coûts réduits pour de meilleures performances.
Pour transporter d’énormes quantités de données, les communications optiques basées sur la fibre sont préférées aux communications radio car la transmission des données sous forme d’énergie lumineuse est presque sans perte, ce qui signifie que l’énergie lumineuse peut voyager très loin avant que l’intensité lumineuse ne tombe à un point où il doit être régénéré ou subir une amplification de signal reconstructrice. Alors que les signaux électriques seront atténués par le câble coaxial ou la paire torsadée, la fibre optique ne sera atténuée qu’à un degré minimal. Des circuits de données électriques équivalents permettront une vitesse de données inférieure et une longueur de saut plus courte. À la fin de chaque saut, un régénérateur reconstruira les données sur un signal amplifié qui se rendra ensuite au saut suivant et ainsi de suite.
Une communication plus rapide entre des gadgets tels que des ordinateurs est rendue possible grâce aux liaisons optiques, qui ont les débits de données les plus rapides parmi les types de liaisons filaires. Les liaisons optiques sans fil ont été utilisées dans une mesure limitée dans les années 1980, mais les communications optiques en espace ouvert se sont dégradées dans des conditions météorologiques de faible visibilité. Le seul inconvénient perçu des fibres optiques est l’accès physique dans le chemin où les câbles doivent être installés. Une liaison sur un tronçon de 3 milles (5 kilomètres) au-dessus de l’eau entre deux îles peut envisager la fibre optique sous-marine uniquement si les vitesses de liaison de données requises sont très élevées. Pour quelques mégabits par seconde, une liaison hertzienne numérique est une meilleure option.
En utilisant le circuit intégré photonique, la flexibilité du réseau optique est augmentée. Avec des équipements moins coûteux, il est désormais possible de connecter, diviser et fusionner des réseaux optiques à moindre coût. Les nouvelles puces photoniques sont capables d’ajouter ou de supprimer des canaux de données à haut débit, qui nécessitaient auparavant des convertisseurs optiques-électriques et électriques-optiques complexes qui occupent de l’espace et nécessitent des investissements importants. Le circuit intégré photonique a augmenté la vitesse à laquelle de nouvelles liaisons optiques peuvent être installées, mises en service et reconfigurées.