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 následujícím textu budou vytvořeny modely typických prostředí, kterých se
předpokládá šíření světelných vln. Lze konstatovat, prostředí může určitých podmínek zprostředkovat interakci
fotonů samotnými fotony. Pro vakuum platí:
t
E
H
∂
∂
ε0=×∇ ,
t
H
E
∂
∂
μ0−=×∇ ,
kde jsou vektory intenzit elektrického magnetického pole. Při experimentování světlem uvedených podmínkách byly
pozorovány nelineární jevy: závislost indexu lomu prostředí optické intenzitě
(samofokusace optických svazků), změna frekvence optické nosné (zářením lze ovládat
záření) atd. Podrobněji budou rozebrány
nelineární optické jevy třetího řádu, speciálně automodulace fáze
a ukázáno bude, jak tento jev spolu jevem disperze grupové
rychlosti povede vzniku optických solitonů.
Maxwellovy rovnice
Elektromagnetická teorie světla vyjádřena Maxwellovými rovnicemi, nichž pro
stručnost připomeneme jen první dvě rovnice.1)
.E .
5. Pozornost bude zaměřena
na nelineární disperzní prostředí.Fotonika optické komunikace 67
5 Nelineární optika optické solitony
Cíle kapitoly: Cílem této kapitoly objasnit základní vlastnosti
jednotlivých druhů optických prostředí. Pro dielektrické stacionární
prostředí platí
t
D
H
∂
∂
=×∇ ,
t
B
E
∂
∂
−=×∇ ,
kde jsou vektory indukcí elektrického magnetického pole dále
D +ε0 (5.1 Dielektrická prostředí (stacionární)
Vynález laseru umožnil vyšetřovat chování světla optických prostředích při vysokých
optických intenzitách. Světelná vlna bude vyjádřena vektorem intenzity pole
, resp
