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.
Ke stejnému výsledku dojdeme, pokud provedeme derivaci.3
Kvantová účinnost fotodetektoru 0,73, vlnová délka záření 850 nm.
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. 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. znamená OOK?
. Jaký druh multiplexu využívá optických komunikacích?
3.
Odvoďte vztah mezi Δλ. Vypočítejte, kolik elektronů vznikne procesu fotodetekce. Jaké druhy fotodetektorů používají optických komunikacích?
2.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.
Příklad 1.
Kontrolní otázky
1.
V daném pásmu můžeme mít kanálů.2.
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
+
= .
Šířka pásma tedy
nm6,292,6528,68121 =−=− λλ
Počet kanálů určíme následujícím způsobem
4,7
nm4
nm6,29
= . Celková
energie záření 2,33·10-17
J
