Hay muchos frentes diferentes de exploración, y es difícil decir dónde está realmente el futuro.
Hay nuevos materiales optoelectrónicos con gran potencial:
El nitruro de galio tiene un gran espacio de banda para operaciones de longitud de onda corta. Espero ver un desarrollo más comercializado del material, ya que ya se utiliza en los diodos láser para reproductores de Blu-ray y en los amplificadores de RF.
El grafeno tiene un gran potencial en aplicaciones ópticas.
La nanofotónica muestra potencial:
Los cristales fotónicos se pueden usar no solo para la guía de onda PBG, sino también para defectos de ingeniería (similar al dopaje de semiconductores) para lograr todo tipo de operaciones potenciales, incluida la conmutación totalmente óptica (un transistor óptico, por así decirlo). 
Plasmonics tiene el potencial de reducir la óptica a la misma escala que la electrónica, con guías de onda en el orden de tamaño de las líneas metálicas de la electrónica. 
Las estructuras verticales podrían acoplarlo a un chip semiconductor, haciendo posible el enrutamiento totalmente óptico y, al menos, aumentando considerablemente la densidad de los componentes ópticos.
La óptica no lineal es un campo con gran potencial. Algunas aplicaciones ya están en el mercado, como los moduladores externos que permiten velocidades de datos de 40 GB / s por canal . (Combinado con la multiplexación por división de longitud de onda densa … bueno, eso es en lo que funciona Internet). 
Usando un conjunto de estructuras como estas, es posible que los ADC con velocidades de operación estén bien dentro del rango de GHz.
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Se está trabajando mucho en la óptica del infrarrojo medio, ya que la mayoría de las moléculas (particularmente las orgánicas) tienen modos de resonancia en el rango medio del IR. 
Los láseres de cascada cuántica son los que hacen posible la espectroscopia de infrarrojo medio.
(estructura de la banda de ingeniería) 
Dado que las transiciones entre subbandas que hacen posible los láseres de diodo de infrarrojo medio son independientes del impulso electrónico, puede ser posible crear láseres de infrarrojo medio con semiconductores de banda prohibida indirecta, como una heteroestructura Si-SiGeC.
Hay mucho trabajo por hacer, y es difícil decir qué saldrá y qué se limitará permanentemente a los pasillos de la academia.