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).
Pro prostorové rozlišení modů lze použít výraz
E +
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟ +
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟ +
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
1
2
1
2
1
2
ω . Např. Energetické vlastnosti fotonového
toku můžeme popsat klasickými nebo kvantovými veličinami, mezi nimiž existují zřejmé
souvislosti.5)
Střední počet fotonů procházejících kolmo plochou časovém intervalu souvisí
s optickou energií vztahem
1T
E
n φ
ω
== (2. pro vlnovou délku 0,6 eV.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
Mod, který neobsahuje žádný foton energii ω
2
1
0 která nazývá energií
nulových kmitů. „Klasické“ optické intenzitě I(r odpovídá „kvantová“ střední hustota fotonového
toku φ1(r )
φ
ω1( )
( )
r
I r
= (2. Jedná kvantovou událost jejím důsledkem kvantový šum fotodiod.
Světelný zdroj může generovat mnoho modů záření.7)
x
y
z0
.
Dopadne-li foton aktivní plochu detektoru, buď pohlcen zcela nebo není pohlcen
vůbec.4)
která vyjadřuje střední počet fotonů procházejících kolmo jednotkovou plochou jednotku
času.
V případě intenzitně modulovaného světla intenzita funkcí času pro vyjádření celkové
optické energie platí
2 2
( )
T A
E dAdt= (2. Soubor fotonů postupných modů
(modů šířících volným prostorem) tvoří fotonový tok.
Střední počet fotonů procházejících jednotku času kolmo plochou velikosti souvisí
s optickým výkonem podle vztahu
dAr
P
A
∫ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==
→
1φ
ω
φ (2.6)
kde časový interval delší než perioda optické vlny kratší než perioda modulačních
změn
