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).
1)
kde )(
1 )()( tj
etatA ϕ
= rkj
erarU .
Fázový člen ejωt
vyjadřuje rychlé změny optické nosné, zatímco komplexní amplituda )(tA
vyjadřuje pomalé změny modulačního signálu.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.
Po dosazení zmíněných výrazů (1.Fotonika optické komunikace 15
0)()(),( lerUtAtrE tjω
= (1. (Středování probíhá čase
vzhledem vysokým frekvencím optické nosné vlny.
Modulace pole
Pokud optická vlna charakter koherentní vlny, lze modulovat amplitudu (AM),
polarizaci (PoM), fázi (FáM) nebo frekvenci (FM).)(
21 ),()()(),( leeetraleeeratatrE tjrkjtjtjrkjtj ωϕωϕ −−
== (1.
Poznámka:
Pravidlo pro přiřazení komplexní intenzity elektrického pole (viz také
ilustrační obrázek)
( t=
nebo
( )
1
, ,
2
E t∗
⎡ .5)
kde symbol pro přímou úměru, rychlost světla vakuu, permitivita vakua, n
je zde index lomu prostředí impedance vakua (Z0 377 Ω).1) dostaneme
0
.) Platí:
00
0
1
εμ
=c a
0
0
0
ε
μ
=Z .)(
0
.
.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.
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.4)
( ]2
,, tratrI (1
