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).
V
ideálním případě (vysoký koeficient zesílení nízká teplota) fotodioda omezena pouze
fotonovým šumem.
Obecně:
SNR
i R
Ri
=
2
2
σ
. Výraz FDG
e
ω
η
představuje proudovou
citlivost fotodiody Si.
Po dosazení FDiFD PSP
e
en
T
e
i ====
ω
η
ηφη šum zesílení této analýze zahrnut není) je:
[ mtmaBSFDm
SFD
kTBRIPP
e
GeB
RPG
e
SNR
42 2
2
2
+
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
++
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
ω
η
ω
η
, (4.Fotonika optické komunikace 63
V procesu detekce fotonů uplatňuje několik zdrojů šumů:
zisk
fotonový šum
vstupní signál
obvodový šum
šum zesílení
fotoelektronový šum
detekovaný signál
fotoefekt
sběr proudu
Obrázek 4.3)
kde výkon signálu výkon záření pozadí. opačném případě bude omezena tepelným šumem.10 Šumy při fotodetekci
Obecně platí, činnost fotodiody omezena výstřelovým šumem, pracuje-li fotodioda s
vysokým koeficientem zesílení GFD. jmenovateli součet výkonových příspěvků: výstřelového šumu (tj.
SNR daný poměrem středního výkonu signálu výkonu šumů (výkon šumu aditivní
veličinou).
Nyní soustřeďme vyjádření poměru signálu šumu SNR (za elektrickým filtrem).
fotonového šumu signálu 2
2 S
e
eB R
η
ω
⎧ ⎫
⎨ ⎬
⎩ ⎭
, fotonového šumu pozadí 2
2 B
e
eB R
η
ω
⎧ ⎫
⎨ ⎬
⎩ ⎭
a šumu proudu tmy 2
2 tmaeB tepelného šumu mkTB
