Fotonika –interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki, łącząca dokonaniaoptyki,elektroniki iinformatyki w celu opracowywania technik i urządzeń wykorzystującychpromieniowanie elektromagnetyczne (opróczradiowego) do przenoszenia i przetwarzaniainformacji[1].
W pewnym sensie można powiedzieć, że fotonika jest rozwinięciemelektroniki z zastosowaniemfotonów zamiastelektronów. Fotonika jest w dużym stopniu tożsama zoptoelektroniką, aczkolwiek fotonika nie ogranicza się tylko do styku elektroniki z optyką, lecz zajmuje się wszystkim co ma związek z fotonami i przetwarzaniem informacji.
W szczególności, w obszarze fotoniki leży:
Powstanie i rozwój fotoniki było możliwe dzięki wynalezieniu w1960 rokulasera, rozwinięciu technikiświatłowodowej oraz technologii wytwarzania elementówpółprzewodnikowych.Za jedną z przyczyn powstania i rozwoju fotoniki jako odrębnej dziedziny wiedzy można upatrywać dążenie do przesyłania informacji zczęstotliwością powyżej 300GHz, która uznawana jest za częstotliwość graniczną, z jaką można przesyłać informację za pomocąelektronu, czym zajmuje sięelektronika. Przejście do wyższych częstotliwości wiąże się z użyciem fali o mniejszej długości (fali świetlnej) i zmiany nośnika, którym staje sięfoton[2].
Wyższe częstotliwości nadawania i odbierania sygnału w stosunku do częstotliwości stosowanych w elektronice umożliwiają przesyłanie większej ilości danych w jednostce czasu. Ważną cechą sygnału optycznego jest też niewrażliwość naszumy elektryczne – fala optyczna zauważalnie reaguje tylko napole elektryczne orazmagnetyczne o dużych natężeniach (zjawiskaFaradaya iKerra)[2].
Poza tym rozwiązania fotoniki umożliwiają też wprowadzenie nowych technik przetwarzania informacji dzięki stosowaniu nie tylko modulacji czasowej, jak ma to miejsce w elektronice, ale także modulacji przestrzennej, lub dwóch powyższych jednocześnie. Ostatni wariant umożliwia obecnie przesyłanie informacji w trzech wymiarach, za pomocą zmiennego w czasie dwuwymiarowego zbiorubitów, lub, teoretycznie, w czterech wymiarach z wykorzystaniem modulacji czasowej iholografii.
Potencjalnie możliwe jest też przesyłanie bitów w wolnej przestrzeni, bez użycia przewodów do kanalizowania każdegobajtu w oddzielnym torze, jednak obecnie takie rozwiązanie jest ograniczone nierozwiązanymi problemami związanymi zadresowaniem.
Jednym z głównych, wciąż nierozwiązanych problemów, jest budowa odbiorników o odpowiednio krótkim czasie reakcji, co uniemożliwia pełne wykorzystanie możliwości, jakie dajeświatło w dziedzinie przesyłu informacji. Współczesne lasery oferują możliwość generowania światła o bardzo dużych częstotliwościach fali, jednak nie istnieją odbiorniki zdolne do detekcjiamplitudy ifazy tak szybko zmieniającej się w czasie fali, wobec czego odbiorniki budowane współcześnie rejestrują jedynie średnią wartość jejmocy w czasie, który jest znacznie dłuższy od okresu jejoscylacji[2].
W przypadku przesyłania informacji w czterech wymiarach (patrz:geneza) problemem jest brak nośnika pamięci holograficznej umożliwiającego odczyt i zapis danych, charakteryzującego się odpowiednio krótkim czasem dostępu[2].
| fizyka optyczna |
| ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| technologia optyczna | |||||||||
| powiązane nauki |
| główne działyfizyki | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| według zjawisk |
| ||||||||||||||||||
| według skali |
| ||||||||||||||||||
| mechanika teoretyczna |
| ||||||||||||||||||
| teoria pola |
| ||||||||||||||||||
| interdyscy- plinarne |
| ||||||||||||||||||
| inne specjalności |
