Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Фотоника

Вид ультраширокополосного лазерного луча, на выходе из волокна одномодового фотонного кристалла, при отсутствии искажений (белая точка).

Фото́ника — дисциплина, занимающаяся фундаментальными и прикладными аспектами работы с оптическими сигналами, а также созданием на их базе устройств различного назначения[1].

Общие сведения

Фотоника по сути является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля — фотоны. То есть, она занимается фотонными технологиями обработки сигналов, что связано с существенно меньшими энергопотерями, а значит имеет бо́льшую возможность миниатюризации.

Таким образом, фотоника:

Фотоника охватывает широкий спектр оптических, электрооптических и оптоэлектронных устройств и их разнообразных применений. Коренные области исследований фотоники включают волоконную и интегральную оптику, в том числе нелинейную оптику, физику и технологию полупроводниковых соединений, полупроводниковые лазеры, оптоэлектронные устройства, высокоскоростные электронные устройства.

По некоторым данным новый, обобщённый термин «фотоника» постепенно вытесняет термин «оптика»[4].

История фотоники

Фотоника как область науки началась в 1960 году с изобретением лазера, а также с изобретения лазерного диода в 1970-х с последующим развитием волоконно-оптических систем связи как средств передачи информации, использующих световые методы. Эти изобретения сформировали базис для революции телекоммуникаций в конце XX-го века и послужили подспорьем для развития Интернета.

Исторически начало употребления в научном сообществе термина «фотоника» связано с выходом в свет в 1967 книги академика А. Н. Теренина «Фотоника молекул красителей». Тремя годами раньше по его инициативе на физическом факультете ЛГУ была создана кафедра биомолекулярной и фотонной физики, которая с 1970 г. называется кафедрой фотоники.[5]

А. Н. Теренин определил фотонику как «совокупность взаимосвязанных фотофизических и фотохимических процессов». В мировой науке получило распространение более позднее и более широкое определение фотоники как раздела науки, изучающего системы, в которых носителями информации являются фотоны. В этом смысле термин «фотоника» впервые прозвучал на 9-м Международном конгрессе по скоростной фотографии в 1970 году в Денвере (США).

Термин «Фотоника» начал широко употребляться в 1980-х в связи с началом широкого использования волоконно-оптической передачи электронных данных телекоммуникационными сетевыми провайдерами (хотя в узком употреблении оптическое волокно использовалось и ранее). Использование термина было подтверждено, когда сообщество IEEE установило архивный доклад с названием «Photonics Technology Letters» в конце 1980-х.

В течение этого периода приблизительно до 2001 г. фотоника была в значительной степени сконцентрирована на телекоммуникациях. С 2001 года к ней также стали относиться:

Перспективные разработки

В 2015 году в МГУ был создан сверхбыстрый фотонный переключатель, работающий на кремниевых наноструктурах, который в перспективе позволит создавать устройства передачи и обработки информации на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду[7].

Междисциплинарные направления

Пример управления радиотехническим устройством методами фотоники. Структурная схема формирования диаграммы направленности антенной решётки на основе волоконной брэгговской решётки, где TLS — настраиваемый лазерный источник, MZM — модулятор Маха-Цендера, PC — коннектор, PD — фотодетектор, а FBG — волоконная брэгговская решётка[8].

Благодаря высокой мировой научной и технической активности и огромной востребованности новых результатов, внутри фотоники возникают новые и новые междисциплинарные направления:

  • Микроволновая фотоника изучает взаимодействие между оптическим сигналом и высокочастотным (больше 1 ГГц) электрическим сигналом. Эта область включает основы оптико-микроволнового взаимодействия, работу фотонных устройств при СВЧ, фотонный контроль СВЧ устройств, линий высокочастотной передачи и использование фотоники для выполнения различных функций в микроволновых схемах.
  • Компьютерная фотоника объединяет современную физическую и квантовую оптику, математику и компьютерные технологии и находится на этапе активного развития, когда становится возможным реализовать новые идеи, методы и технологии[9].
  • Оптоинформатика — область науки и техники, связанная с исследованием, созданием и эксплуатацией новых материалов, технологий и устройств для передачи, приёма, обработки, хранения и отображения информации на основе оптических технологий.

Связь фотоники с другими областями наук

Классическая оптика

Фотоника близко связана с оптикой. Однако оптика предшествовала открытию квантования света (когда фотоэлектрический эффект был объяснён Альбертом Эйнштейном в 1905). Инструменты оптики — преломляющая линза, отражающее зеркало и различные оптические узлы, которые были известны задолго до 1900 года. При этом ключевые принципы классической оптики, такие как правило Гюйгенса, Уравнения Максвелла и выравнивание световой волны, не зависят от квантовых свойств света и используются как в оптике, так и в фотонике.

Современная оптика

Термин «Фотоника» в этой области приблизительно синонимичен с терминами «Квантовая оптика», «Квантовая электроника», «Электрооптика» и «Оптоэлектроника». Однако каждый термин используется различными научными обществами с разными дополнительными значениями: например, термин «квантовая оптика» часто обозначает фундаментальное исследование, тогда как термин «Фотоника» часто обозначает прикладное исследование.

См. также

Примечания

  1. .фотоника // Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. — 2010.
  2. Сайт кафедры Фотоники и Электротехники Харьковского Национального Университета Радиоэлектроники. Дата обращения: 28 ноября 2008. Архивировано из оригинала 15 декабря 2008 года.
  3. Благодаря пьезо-фототронике создан массив чувствительных датчиков, напоминающий кожу // Сайт Nanonewsnet.ru Aug 16, 2013. Дата обращения: 31 августа 2014. Архивировано 3 сентября 2014 года.
  4. Физический факультет Ростовского государственного университета. Дата обращения: 5 ноября 2008. Архивировано из оригинала 3 сентября 2014 года.
  5. Сайт НИИ физики им. В. А. Фока. Дата обращения: 28 ноября 2008. Архивировано из оригинала 26 мая 2008 года.
  6. Journal of Biophotonics. Дата обращения: 1 ноября 2011. Архивировано 31 января 2013 года.
  7. Ученые МГУ создали фотонный переключатель для «компьютеров будущего» // РИА новости, 16.10.2015. Дата обращения: 21 октября 2015. Архивировано 21 октября 2015 года.
  8. A Tutorial on Microwave Photonics (IEEE). Дата обращения: 19 февраля 2019. Архивировано 24 января 2019 года.
  9. Сайт кафедры Компьютерной фотоники и видеоинформатики факультета Фотоники и Оптоинформатики СПБГУ ИТМО. Дата обращения: 12 августа 2009. Архивировано 13 августа 2009 года.

Ссылки

Литература

Read other articles:

The National Basketball Association (NBA) is a professional men's basketball league, consisting of 30 teams in North America (29 in the United States and one in Canada). The NBA was founded in New York City on June 6, 1946, as the Basketball Association of America (BAA).[1] It adopted the name National Basketball Association at the start of the 1949–50 season when it merged with the National Basketball League (NBL).[1] The NBA is an active member of USA Basketball, which is rec…

1956 film by Stanley Kubrick Not to be confused with Killing (film). The KillingTheatrical release posterDirected byStanley KubrickScreenplay byStanley Kubrick Dialogue byJim Thompson Based onClean Breakby Lionel WhiteProduced byJames B. HarrisStarring Sterling Hayden Coleen Gray Vince Edwards Jay C. Flippen Marie Windsor Ted de Corsia CinematographyLucien BallardEdited byBetty SteinbergMusic byGerald FriedProductioncompanyHarris-Kubrick Pictures CorporationDistributed byUnited ArtistsRelease da…

Amonia borana (juga secara sistematis bernama amminetrihydridoboron), juga disebut borazana, adalah senyawa kimia dengan rumus H3NBH3. Padatan tidak berwarna atau putih adalah senyawa boron-nitrogen- hidrida molekuler paling sederhana. Ini telah menarik perhatian sebagai sumber bahan bakar hidrogen, tetapi sebaliknya terutama untuk kepentingan akademis.[1][2] Resonance structures of ammonia-borane Amonia borana telah diusulkan sebagai media penyimpanan hidrogen, misalnya ketika g…

Administrative entry restrictions A Myanmar passport Visa requirements for Myanmar citizens are administrative entry restrictions by the authorities of other states placed on citizens of Myanmar. As of 2024, Myanmar citizens had visa-free or visa on arrival access to 48 countries and territories, ranking the Myanmar passport 95th in the world according to the Henley Passport Index.[1] Visa requirements map Visa requirements for Myanmar citizens holding ordinary passports   Myan…

Miss Universe 2016Iris Mittenaere, Miss Universe 2016.Tanggal30 Januari 2017[1]TempatMall of Asia Arena, Pasay, Metro Manila, Filipina[2]Pembawa acaraSteve HarveyAshley GrahamPengisi acaraFlo Rida[3]Boyz II Men[4]PenyiaranInternasional:FoxAztecaPenyiar resmi:Solar EntertainmentABS-CBNGMA NetworkTV5Peserta86[5]Finalis/Semifinalis13[6]DebutSierra LeoneTidak tampilEl SalvadorGabonGhanaIrlandiaLebanonMontenegroSerbiaYunaniTampil kem…

Gérard PhilipePhilipe pada tahun 1955LahirGérard Albert Philip(1922-12-04)4 Desember 1922Cannes, PrancisMeninggal25 November 1959(1959-11-25) (umur 36)Paris, PrancisPekerjaanAktorTahun aktif1944–1959Suami/istriNicole Fourcade ​(m. 1951)​Anak2 Gérard Philipe (4 Desember 1922-22 November 1959) merupakan seorang aktor berkebangsaan Prancis. Dia dilahirkan di Cannes. Dia pertama kali berkarier di dunia film sejak tahun 1943 di Les Petites du Quai aux F…

  لمعانٍ أخرى، طالع وزارة العمل (توضيح). هذه المقالة تحتاج للمزيد من الوصلات للمقالات الأخرى للمساعدة في ترابط مقالات الموسوعة. فضلًا ساعد في تحسين هذه المقالة بإضافة وصلات إلى المقالات المتعلقة بها الموجودة في النص الحالي. (أكتوبر 2022) وزارة العمل (فرنسا) وزارة العمل (فرن…

Questa voce sull'argomento calciatori camerunesi è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento. Rudolph Douala Nazionalità  Camerun Altezza 176 cm Calcio Ruolo Attaccante Termine carriera 2011 Carriera Squadre di club1 1996-1998 Saint-Étienne 247 (9)1998-2000 Boavista40 (6)2000-2001 Desp. Aves28 (4)2001-2002 Gil Vicente31 (4)2002-2004 União Leiria66 (15)2004-2006 Spor…

Questa voce o sezione sull'argomento Regno Unito non cita le fonti necessarie o quelle presenti sono insufficienti. Puoi migliorare questa voce aggiungendo citazioni da fonti attendibili secondo le linee guida sull'uso delle fonti. LarnecittàLarneLatharna Larne – Veduta LocalizzazioneStato Regno Unito    Irlanda del Nord Contea Antrim DistrettoLarne TerritorioCoordinate54°51′03.6″N 5°48′39.6″W / 54.851°N 5.811°W54.851; -5.811 (L…

Sheikh Mansour bin Zayed bin Sultan Al Nahyan, (Arab : منصور بن زايد بن سلطان آل نهيان؛Nahyan; lahir 20 November 1970 ) , atau Disebut juga dengan Panggilan Sheikh Mansour, adalah Wakil Presiden Uni Emirat Arab menjabat bersama Sheikh Mohammad bin Rasyid Al Maktoum dan beliau juga menjabat sebagai Wakil Perdana Menteri Uni Emirat Arab saat ini, serta menteri Pengadilan Kepresidenan dan anggota keluarga penguasa Abu Dhabi. Dia adalah adik dari Presiden UEA saat ini,…

29th Battalion may refer to: 29th Battalion (Australia), a unit of the Australian Army raised for service during World War I 2/29th Battalion (Australia), a unit of the Australian Army raised for service during World War II 29th Battalion, (Vancouver), CEF, a unit of the Canadian Expeditionary Force raised for service during World War I 29th Battalion (New Zealand), a unit of the New Zealand 3rd Division raised for service in the Pacific during World War II See also 29th Division (disambiguation…

Ini adalah nama Korea; marganya adalah Kim. Kim Bum-Soo김범수, 金範修Informasi latar belakangLahir26 Januari 1979 (umur 45)Gyeongsangnam-do Changwongun GusanmyeonAsalKorea SelatanGenreR&B, SoulPekerjaanPenyanyiInstrumenVokalTahun aktif1999-sekarangLabelIlgwang Polaris Entertainment(a/k/a Polaris Entertainment)Situs webwww.kimbumsoo.com Nama KoreaHangul김범수 Hanja金範修 Alih AksaraGim Beom-suMcCune–ReischauerKim Pŏmsu Kim Bum-soo (Hangul: 김범수; Hanja:…

ХристианствоБиблия Ветхий Завет Новый Завет Евангелие Десять заповедей Нагорная проповедь Апокрифы Бог, Троица Бог Отец Иисус Христос Святой Дух История христианства Апостолы Хронология христианства Раннее христианство Гностическое христианство Вселенские соборы Ни…

Italian football referee (1962–2017) Farina in 2011 Stefano Farina (19 September 1962 – 23 May 2017) was an Italian association football referee. Career Farina was born in Ovada on 19 September 1962. In a 27-year career, he refereed several high-profile matches in Serie A and the UEFA Champions League, including the 2006 UEFA Super Cup final in Monaco between Barcelona and Sevilla.[1] During this time, he also had an appearance in the movie Goal II as the referee of the fictional Cha…

Disambiguazione – Se stai cercando altri significati, vedi Inuyasha (disambigua). Inuyasha犬夜叉(Inuyasha)Copertina del primo volume della Wide Edition italiana raffigurante Inuyasha, Kagome e il demone Yura Genereazione, fantastico, avventura, sentimentale MangaAutoreRumiko Takahashi EditoreShogakukan RivistaWeekly Shōnen Sunday Targetshōnen 1ª edizione13 novembre 1996 – 18 giugno 2008 Tankōbon56 (completa) Editore it.Star Comics Collana 1ª…

Сельское поселение России (МО 2-го уровня)Новотитаровское сельское поселение Флаг[d] Герб 45°14′09″ с. ш. 38°58′16″ в. д.HGЯO Страна  Россия Субъект РФ Краснодарский край Район Динской Включает 4 населённых пункта Адм. центр Новотитаровская Глава сельского посел…

American think tank New AmericaFormation1999; 25 years ago (1999)FoundersTed HalsteadSherle SchwenningerMichael LindWalter Russell MeadTypeThink tankHeadquarters740 15th Street NW, Ste 900LocationWashington, D.C.ChairHelene D. GayleCEOAnne-Marie SlaughterRevenue (2017) $39,313,077[1]Expenses (2017)$36,069,449[1]Websitenewamerica.org New America, formerly the New America Foundation, is a liberal think tank in the United States founded in 1999.[2][3 …

 烏克蘭總理Прем'єр-міністр України烏克蘭國徽現任杰尼斯·什米加尔自2020年3月4日任命者烏克蘭總統任期總統任命首任維托爾德·福金设立1991年11月后继职位無网站www.kmu.gov.ua/control/en/(英文) 乌克兰 乌克兰政府与政治系列条目 宪法 政府 总统 弗拉基米尔·泽连斯基 總統辦公室 国家安全与国防事务委员会 总统代表(英语:Representatives of the President of Ukraine) 总理…

Війна за Вльору За годинниковою стрілкою зверху донизу: італійська військова база; албанські солдати на позиціях; гармати, які захопили албанціЗа годинниковою стрілкою зверху донизу: італійська військова база; албанські солдати на позиціях; гармати, які захопили албанці …

Official parliamentary portrait Margaret Theresa Prosser, Baroness Prosser, OBE (born 22 August 1937) is a Labour life peer and former trade unionist. Prosser was born on 22 August 1937 in Tooting, London,[1] the daughter of Frederick James and Lillian (née Barry) Prosser.[2] She was educated at St Boniface Primary School, Tooting and St Philomena's School, Carshalton.[3] She studied as a mature student at North East London Polytechnic, qualifying with a Post-graduate Di…

Kembali kehalaman sebelumnya