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 73
Nelinearita druhého řádu znázorněna následujícím obrázkem:
P
E
t
t
PNL
vzniká složka změny
o dvojnásobné frekvenci
(druhá harmonická)
Nelineární optické jevy třetího řádu
(Generace třetí harmonické, optický Kerrův jev automodulace fáze; ENL 3
χ(
)
Účinnost generace třetí harmonické většině případů velmi malá není nutno na
tomto místě zabývat.
. Pro fázi vlny šířící prostředím délky platí
0
2
0
2
0
)(2)(2
2
λ
π
λ
π
λ
π
ϕ
L
A
P
nn
L
InnnL +=+== ,
kde střední přenášený výkon plochou příčného průřezu Pro změnu fáze platí tedy
výraz
A
LP
nk
A
PL
nlinnelin 20
0
22 ==−=Δ
λ
πϕϕϕ ,
kde vlnové číslo vlny šířící vakuu.
V důsledku optického Kerrova jevu dochází při šíření vlny automodulaci fáze (rychlost
šíření vlny závisí její optické intenzitě).W-1
].
Závislost indexu lomu intenzitě procházejícího optického záření lze aproximovat
vztahem
n (optický Kerrův jev).
Pro změnu indexu lomu vyvolanou nelinearitou prostředí platí [1]
Δn
Z
n
I =
3 0
0
2
3)
2
ε
χ(
,
kde impedance vakua (377 Ω), index lomu prostředí parametr, který nazývá
nelineární index lomu prostředí [m2
. Pro analýzu Kerrova jevu vhodné uvědomit, nelineární prostředí
vyvolává závislost indexu lomu intenzitě procházejícího optického záření
