La fotònica del silici és l'estudi i l'aplicació de sistemes fotònics que utilitzen el silici com a mitjà òptic.^{[1][2][3][4][5]} El silici normalment es modela amb una precisió submicromètrica, en components microfotònics.^[4] Aquests operen a l'infraroig, més habitualment a la longitud d'ona d'1,55 micròmetres utilitzada per la majoria dels sistemes de telecomunicacions de fibra òptica.^[6] El silici normalment es troba a la part superior d'una capa de sílice en el que (per analogia amb una construcció similar en microelectrònica) es coneix com a silici sobre aïllant (SOI).^{[4] [5]}

Els dispositius fotònics de silici es poden fabricar mitjançant tècniques de fabricació de semiconductors existents i, com que el silici ja s'utilitza com a substrat per a la majoria de circuits integrats, és possible crear dispositius híbrids en els quals els components òptics i electrònics s'integren en un únic microxip.^[7] En conseqüència, la fotònica de silici està sent investigada activament per molts fabricants d'electrònica, com IBM i Intel, així com per grups de recerca acadèmics, com a mitjà per seguir el camí amb la Llei de Moore, mitjançant l'ús d'interconnexions òptiques per proporcionar una transferència de dades més ràpida tant entre els microxips com dins de ells.^[8][9][10]

La propagació de la llum a través dels dispositius de silici es regeix per una sèrie de fenòmens òptics no lineals que inclouen l'efecte Kerr, l'efecte Raman, l'absorció de dos fotons i les interaccions entre fotons i portadors de càrrega lliure.^[11] La presència de no linealitat és d'importància fonamental, ja que permet que la llum interaccioni amb la llum,^[12] permetent així aplicacions com la conversió de longituds d'ona i l'encaminament del senyal totalment òptic, a més de la transmissió passiva de la llum.

Les guies d'ona de silici també són de gran interès acadèmic, a causa de les seves propietats guiadores úniques, es poden utilitzar per a comunicacions, interconnexions, biosensors,^[13][14] i ofereixen la possibilitat de suportar fenòmens òptics no lineals exòtics com la propagació de solitons.^[15][16][17]

Aplicacions; Comunicacions òptiques, Encaminadors òptics i processadors de senyal, Telecomunicacions de llarg abast mitjançant fotònica de silici, Visualitzacions de camp de llum.