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).
.
Předpokládejme, fotony pohybují optickém rezonátoru.
Obrázek 2. Energie modu světla
v optickém rezonátoru (viz kvantová teorie harmonického oscilátoru)
,)
2
1
( ω+= nEn (2. Mody jsou
zvoleny tak, aby lišily frekvencí optické vlny nebo počtem fotonů.
Identické fotony určitou (pro všechny fotony stejnou) frekvencí vytvářejí určitý mod
světla, jehož energie roste počtem fotonů.Fotonika optické komunikace 21
Vektor hybnosti fotonu je
p (2.2) jsou znázorněny dva různé mody světla optickém rezonátoru. Energie se
získá dvěma fotony frekvenci modu nebo třemi fotony frekvenci modu 2). vhodné všimnout, mody mají jen určité
povolené diskrétní energie existují mody neobsahující žádné fotony 0). Číslo energetické
hladiny označuje počet fotonů modu.3)
kde zde celé nezáporné číslo určující počet fotonů modu. Vlastnosti modu světla popisují vlastnostmi
jednoho fotonu (frekvencí polarizací směrem šíření prostorovým rozložením
optické intenzity).2 Dva různé mody světla optickém rezonátoru
Na (Obrázek 2.2)
kde vlnový vektor
