Fotonika je termín pro označení oboru vědy a techniky, který zahrnuje jevy a zařízení, ve kterých je kontrolovaným způsobem ovládaný tok fotonů. Vznikl analogicky k termínu elektronika. V případě elektroniky se jedná o oblast zabývající se jevy a zařízeními, ve kterých je řízen tok elektronů. Vznik fotoniky je důsledkem vývoje, který nastal v optice po třech velkých objevech: vynálezu laseru, zvládnutí technologie optických vláken a zvládnutí výroby polovodičových optických prvků (luminiscenčních diod, laserových diod, a fotodiod).
(2.13)
Fotonový tok vyvolá detekci obvodu spojeném fotodiodou fotoproud.14)
kde střední počet fotoelektronů charakteristický časový interval (rozlišovací
schopnost obvodu). náhodné povahy fotonového toku, fotoproudu projeví
šum kvantové povahy.15)
Poměr signálu šumu fotoproudu vyjádřený vztahem
( m
i
SNR
i
i 2
2
σ
. Variance fotoproudu (fotoelektrony podléhají stejné statistice jako
fotony)
2 2
2 2
2 2
i m
e e
m
T T
σ σ
⎛ ⎞
= ⎟
⎝ ⎠
.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
Pro varianci počtu fotonů σn
2
platí
( =−=
n
n nnpnn2
σ (2.16)
Fotoproud užitečné vyjádřit také „klasicky“ závislosti optickém výkonu PFD,
který fododioda přijímá:
2
FD FD
e e
i P
T
η
η ηφ
ω
= (2. důsledku
kvantového charakteru světla, tj.17)
. Pravděpodobnost, jeden foton dopadající aktivní plochu
fotodiody vyvolá generaci elementárního náboje (fotoelektronu), definuje jako kvantová
účinnost fotodiody Pro střední hodnotu fotoproudu pak platí
2 2
e e
i m
T T
η= (2. (2.12)
Nyní vyjádříme poměr signálu šumu fotonového toku
( )
2 _
2n
n
n n
SNR n
nσ
= (2
