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).
Příklad 1.Fotonika optické komunikace 19
Nejdříve přepočítáme kmitočty vlnovou délku. Celková
energie záření 2,33·10-17
J.
Odvoďte vztah mezi Δλ.
Příklad 1.
V daném pásmu můžeme mít kanálů. Vypočítejte, kolik elektronů vznikne procesu fotodetekce.3
Kvantová účinnost fotodetektoru 0,73, vlnová délka záření 850 nm.
Řešení:
( )
21
21
21
21
λλ
λλ
λλ
νν
⋅
−
=−=−
ccc
Pokud jsou blízké, pak můžeme rovnici přepsat tvaru
2
λ
λ
ν
Δ⋅
=Δ
c
,
kde
2
21 λλ
λ
+
= . Jaký druh multiplexu využívá optických komunikacích?
3. znamená OOK?
.
Ke stejnému výsledku dojdeme, pokud provedeme derivaci.2.
Šířka pásma tedy
nm6,292,6528,68121 =−=− λλ
Počet kanálů určíme následujícím způsobem
4,7
nm4
nm6,29
= . Víme, že
ν
λ
c
= Platí tedy, frekvenci
440 THz odpovídá vlnová délka 681,8 frekvenci 460 THz odpovídá vlnová délka
λ2 652,2 nm. Jaké druhy fotodetektorů používají optických komunikacích?
2.
Kontrolní otázky
1.
Počet fotonů je
100
1033,2
1033,2
19
17
1
=
⋅
⋅
== −
−
E
E
n C
Počet elektronů vypočítáme
7373,0100 =⋅=⋅= ηnm
V procesu fotodetekce vznikne elektronů.
Řešení:
Energie jednoho fotonu je
J1033,2 19
1
−
⋅==⋅=
λ
ν
c
hhE ,
kde Planckova konstanta
