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).
V daném pásmu můžeme mít kanálů.
Příklad 1.Fotonika optické komunikace 19
Nejdříve přepočítáme kmitočty vlnovou délku.
Řešení:
Energie jednoho fotonu je
J1033,2 19
1
−
⋅==⋅=
λ
ν
c
hhE ,
kde Planckova konstanta. znamená OOK?
. Vypočítejte, kolik elektronů vznikne procesu fotodetekce.
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
+
= .
Ke stejnému výsledku dojdeme, pokud provedeme derivaci. Jaký druh multiplexu využívá optických komunikacích?
3. Celková
energie záření 2,33·10-17
J.3
Kvantová účinnost fotodetektoru 0,73, vlnová délka záření 850 nm.
Odvoďte vztah mezi Δλ. Jaké druhy fotodetektorů používají optických komunikacích?
2.
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.
Příklad 1.
Kontrolní otázky
1.
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.2
