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).
Fotonika optické komunikace 61
Statistický charakter fotoelektronů vyjádřen rozdělovacím zákonem
P m
m m
m
m
( )
( exp( )
!
=
−
, (4. (4.
Pro vyjádření středních hodnot platí
( )
m
m ,
m m
m
2 2
= .
Celkový proud závislosti čase lze vyjádřit vztahem
∑ Δ−=
l
lFDl tlthGXti )()( ,
e
t
h(t)
0
e
. skutečnosti zisk náhodnou veličinou a
reprezentuje další šumový příspěvek.1)
což Poissonovo rozdělení pro fotoelektrony uvolněné procesu fotodetekce.
Poměr signálu šumu SNR vyjádří:
SNR
m
m m
m
= =
2
2
σ
.
Má-li fotodioda vnitřní zesílení GFD, jedním fotoelektronem vyvolán pohyb GFD
fotoelektronů výsledná odezva GFDh(t). P(m)
představuje pravděpodobnost, středním toku fotoelektronů bude přítomno právě m
fotoelektronů.2)
Dopad jednoho fotonu aktivní plochu fotodiody lze
charakterizovat impulsní charakteristikou h(t) platí
h =
∞
∫0
, kde náboj elektronu (viz ilustrační obrázek). Prakticky znamená pravděpodobnost, absorpci záření středním
počtem fotonů bude aktivní plochy fotodiody AFD během časového intervalu uvolněno
m fotoelektronů.
Pro varianci (střední kvadratickou odchylku) počtu fotoelektronů lze odvodit
( 2
2 −Δ
a dosazení příslušných výrazů (viz výše) je
σ 2
=
