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).
.Fotonika optické komunikace 73
Nelinearita druhého řádu znázorněna následujícím obrázkem:
P
E
t
t
PNL
vzniká složka změny
o dvojnásobné frekvenci
(druhá harmonická)
Nelineární optické jevy třetího řádu
(Generace třetí harmonické, optický Kerrův jev automodulace fáze; ENL 3
χ(
)
Účinnost generace třetí harmonické většině případů velmi malá není nutno na
tomto místě zabývat. Pro analýzu Kerrova jevu vhodné uvědomit, nelineární prostředí
vyvolává závislost indexu lomu intenzitě procházejícího optického záření .W-1
].
V důsledku optického Kerrova jevu dochází při šíření vlny automodulaci fáze (rychlost
šíření vlny závisí její optické intenzitě).
Pro změnu indexu lomu vyvolanou nelinearitou prostředí platí [1]
Δn
Z
n
I =
3 0
0
2
3)
2
ε
χ(
,
kde impedance vakua (377 Ω), index lomu prostředí parametr, který nazývá
nelineární index lomu prostředí [m2
.
Závislost indexu lomu intenzitě procházejícího optického záření lze aproximovat
vztahem
n (optický Kerrův jev). Pro fázi vlny šířící prostředím délky platí
0
2
0
2
0
)(2)(2
2
λ
π
λ
π
λ
π
ϕ
L
A
P
nn
L
InnnL +=+== ,
kde střední přenášený výkon plochou příčného průřezu Pro změnu fáze platí tedy
výraz
A
LP
nk
A
PL
nlinnelin 20
0
22 ==−=Δ
λ
πϕϕϕ ,
kde vlnové číslo vlny šířící vakuu
