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).
Pozornost zaměřena na
analýzu útlumu, disperze šíření optických vln vláknu. Teorie jeho podání také
nazývá teorie modů.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
3 Optické vláknové zesilovače
Cíle kapitoly: Cílem kapitoly Optické vláknové zesilovače ukázat možnosti
geometrické, vlnové kvantové teorie při objasňování základních charakteristik,
parametrů optických vláken optovláknových zesilovačů.
. Vlnovou teorii jako první publikoval roce 1971 Gloge. Poslední část kapitoly
je věnovaná principům charakteristikám optovláknových zesilovačů.1)
1n jádře a);
2n plášti a).1 Vlnová teorie optických vláken
Možnost zhotovení optických vláken útlumem přijatelným pro optické komunikace
(menším než dB/km) ukázal Kao spolu Hockhamem roce 1970 tento rok je
považován počátek optických komunikací.
3. U
jednomodového vlákna bývá průměr jádra řádu několika μm. Odvozena podmínka
jednomodovosti vlákna podrobně popsán základní mod LP01.
Omezíme skalární vlny U(x,y,z), které jsou řešením Helmholtzovy vlnové rovnice
2 2
0 (3.
Existují dvě základní teorie optických vláken: Geometrická teorie založená úplném
vnitřním odrazu vlnová teorie založená řešení vlnové rovnice podmínkách optického
vlákna. Platí (viz Obrázek 3.1)
kde index lomu prostředí, souřadnice některé složky pole (komplexní amplituda),
0
0
2
k
π
λ
= velikost vlnového vektoru délka vlny vakuu.
Optické vlákno vyrobeno skla nebo plastu tvořeno jádrem pláštěm vhodně
zvolenými indexy lomu tak, aby byly vytvořeny podmínky pro šíření optických vln jádru
