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 15
0)()(),( lerUtAtrE tjω
= (1.
Po dosazení zmíněných výrazů (1.4)
( ]2
,, tratrI (1.1) dostaneme
0
.) Platí:
00
0
1
εμ
=c a
0
0
0
ε
μ
=Z .
Poznámka:
Pravidlo pro přiřazení komplexní intenzity elektrického pole (viz také
ilustrační obrázek)
( t=
nebo
( )
1
, ,
2
E t∗
⎡ .
2 )()( −
= (lze položit ),()()( trarata )(tA komplexní
amplituda (obálka); a(r ,t) reálná amplituda; ϕ(t) fázový časový člen; úhlová
frekvence; vlnový vektor; jednotkový vektor vyjadřující vektorový charakter
intenzity pole ),( trE )(rU funkce charakterizující prostorové rozložení určitého modu.5)
kde symbol pro přímou úměru, rychlost světla vakuu, permitivita vakua, n
je zde index lomu prostředí impedance vakua (Z0 377 Ω).)(
21 ),()()(),( leeetraleeeratatrE tjrkjtjtjrkjtj ωϕωϕ −−
== (1.2)
U lineárně polarizované vlny lze pro vyjádření intenzity pole použít skalární veličinu:
),(),( trEtrE Reálná „vlna“ (intenzity) pole vyjádří již zmíněným pravidlem
{ }trEtrE ,(Re),( (1.)(
0
.1)
kde )(
1 )()( tj
etatA ϕ
= rkj
erarU .
.
Modulace pole
Pokud optická vlna charakter koherentní vlny, lze modulovat amplitudu (AM),
polarizaci (PoM), fázi (FáM) nebo frekvenci (FM).
Fázový člen ejωt
vyjadřuje rychlé změny optické nosné, zatímco komplexní amplituda )(tA
vyjadřuje pomalé změny modulačního signálu. (Středování probíhá čase
vzhledem vysokým frekvencím optické nosné vlny.3)
K vyjádření optické intenzity pomocí intenzity pole máme definiční vztah
2
0 0
čas 0
1 1
( )]
2 2
n
I t
Z
ε ∗
= (1
