معرفی کتاب: فوتونیک، دانشی است که به مطالعۀ تولید، کنترل و آشکارسازی فوتون‌ها می‌پردازد. واژۀ فوتونیک که در قیاس با الکترونیک ابداع شده -با در نظر گرفتن این موضوع که مواد و ادوات نیمه‌هادی نقشی فزاینده در سامانه‌های اپتیکی ایفا می‌کنند- نمودی است از پیوند بین اپتیک و الکترونیک. الکترونیک شامل کنترل جریان بار الکتریکی در خلأ یا در ماده است؛ در حالی‌ که در فوتونیک کنترل فوتون‌ها (در فضای تهی یا محیط مادی) مورد بررسی قرار می‌گیرد. به‌وضوح، این دو رشتۀ علمی اشتراکات فراوانی با یکدیگر دارند، چراکه غالباً الکترون‌ها جریان فوتون‌ها و همچنین فوتون‌ها شار الکترون‌ها را کنترل می‌کنند. همچنین واژۀ فوتونیک نشان ‌دهندۀ اهمیت ماهیت فوتونی نور در توصیف عملکرد بسیاری از ادوات اپتوالکترونیکی است. به‌ویژه کاربردهای فوتونیک در مخابرات نوری، پزشکی، صنایع ابزار دقیق و تجهیزات اندازه‌گیری، صنعت خودرو و قالب‌سازی، صنایع دفاعی و نظامی و… همه و همه نشان از وسعت گستردۀ این علم دارد. در کشور ایران، با توجه به برنامۀ آموزشی دورۀ کارشناسی ارشد فوتونیک مصوب شورای گسترش آموزش عالی، رشتۀ فوتونیک با اهداف زیر تعریف شده است: ۱٫ انجام تحقیقات بنیادی در جهت گسترش علم و فنّاوری فوتونیک و لیزر، ۲٫ تربیت نیروهای متخصص در این عرصه،۳٫ انجام تحقیقات کاربردی در جهت استفاده بهینه از لیزر در صنعت. یکی از فنّاوری‌های به‌کاررفته در سامانه‌های مخابراتی با ظرفیت بالا، تسهیم طول‌موج یا به‌طور خلاصه WDM است. در چنین سامانه‌ای اطلاعات لیزرهایی با طول‌موج‌های متفاوت، مثلاً ، ، و… با استفاده از یک مدولاتور (M) روی لیزری که به فیبر نوری فرستاده می‌شود سوار می‌شوند. این مدولاتور، اطلاعات را با استفاده از کنترل شدت لیزر، روی سیگنال اپتیکی مدوله می‌کند. تمام اطلاعاتی که از مدولاتورها گرفته می‌شوند با استفاده از یک مالتی‌پلکسر (MUX) با همدیگر ترکیب شده و می‌توان از طریق یک فیبر نوری این اطلاعات را انتقال داد. در پایان DeMUX اطلاعات فیبر اپتیکی را از هم تفکیک می‌کند. در چنین ساختاری با حامل‌های بالا باید از پهنای باندهای بیشتر برای انتقال سیگنال‌های اپتیکی بیشتر استفاده کرد. تمامی ادوات فوق را باید به‌طور دقیق طراحی کرده و ساخت که بررسی ساخت این ادوات در حوزۀ مطالعاتی رشتۀ فوتونیک است. در این راستا نوشتار حاضر، مقدمه‌ای است بر مفاهیم بنیادی فوتونیک که به‌طور عمده شامل مباحث زیر می‌گردد: ۱٫ آشنایی با ساختارهای بنیادی در اپتیک مدرن نظیر رزوناتور فابری‌پرو و بازتابندۀ براگ، ۲٫ انتشار نور در فضای تهی از میان المان‌های اپتیکی و از میان موجبرهای اپتیکی نظیر فیبرها، ۳٫ مدولاسیون، سوئیچینگ، فیلترینگ و پردازش نور توسط ادوات کنترل‌کنندۀ اپتیکی، الکتریکی، الکترواپتیکی و آکوستواپتیکی.

کلید واژه‌ها: مبانی نظری فوتونیک، فوتونیک چیست؟، مخابرات فیبر نوری، ماهیت نور، هدایت موج، ساختار موجبر، ایجاد مدهای هدایت‌شده، موجبرهای تخت، معادلۀ پاشندگی برای مدهای TE و TM، محاسبه ثابت انتشار، موجبرهای مستطیلی، روش ضریب شکست مؤثر، شبیه‌سازی عددی، موجبرهای مستطیلی، تحلیل FD-BPM برای موجبرهای تخت، تحلیل FD-BPM برای موجبرهای مستطیلی، شبیه‌سازی عددی پیوندگاه Y شکل با مقطع مستطیلی، ضریب محدودیت، فیبرهای نوری، ساختمان اساسی فیبرهای نوری، تلفات در فیبر نوری، انواع فیبرهای نوری، فیبرهای ضریب شکست تدریجی، فیبرهای دوغلافه، رهیافت‌های تحلیل فیبرها، تحلیل فیبرهای ضریب شکست پله‌ای، تحلیل فیبرهای ضریب شکست تدریجی، اثرات اپتیکی در فیبرهای نوری، پاشندگی رنگی در سیستم‌های عبور اپتیکی، پهن‌شدگی پالس اپتیکی در محیط‌های پاشنده، چیرپ فرکانسی، پالس‌هایی با سایر پروفایل‌ها،  اثرات قطبش در فیبرهای نوری، حالت‌های اصلی قطبش، پدیده‌های اپتیکی غیرخطی در فیبرها، انتشار نور در محیط‌های تناوبی، محیط‌های تناوبی، تئوری جفت‌شدگی مدها، معادلات جفت‌شدگی، الکترواپتیک، اصول الکترواپتیک، اثر الکترواپتیک خطی (اثر پاکلز)،  اثر الکترواپتیک درجه دو (اثر کِر)،  اپتیک محیط ناهمسانگرد، مفهوم قطبش نور، نمایش، ماتریسی قطبش، مدولاتورهای فاز، مدولاتورهای طولی، مدولاتورهای عرضی، مدولاتورهای شدت، نمایش ماتریسی ادوات قطبنده، اثر الکترواپتیک خطی در محیط ناهمسانگرد، اثر الکترواپتیک درجه دو در محیط ناهمسانگرد، اثر فوتوالاستیک، پراش براگ در محیط ناهمسانگرد، تحلیل جفت‌شدگی مدها در پراش براگ، ادوات فوتونیکی، بازتابنده براگ، توصیف بازتابنده‌های براگ از طریق تئوری جفت‌شدگی مدها، کریستال‌های فوتونیکی، رزوناتورها، رزوناتورهای فابری پرو،  اصول تداخل سنجی، پارامترهای رزوناتور، نوسان لیزری، میکرورزوناتورها، سیستم‌های میکرودیسکی، جفت‌شدگی میکروکاواک– موجبر، فیلتر میکرودیسکی، فیلترهای Šolc، طراحی فیلترهای دوشکستی، فیلترهای Folded Šolc، فیلترهای Fan Šolc، تئوری جفت‌شدگی مدها برای فیلترهای Šolc، دوپایایی اپتیکی، قطعات الکترواپتیک دوپایا، رزوناتورهای فابری پرو دوپایا، مدولاتور دامنۀ الکترواپتیک دوپایا، چگونه می‌توان یک قطعۀ دوپایا ساخت؟، تبدیل‌کننده مد قطبش، مدولاسیون الکترواپتیک و جفت‌شدگی مدها، مدولاتور لایه نازک GaAs در λ = ۱ mm، تبدیل‌کننده مد- فیلتر موجبر LiNbO3، تکنیک PPLN، لیزرهای، فیدبک توزیع شده (DFB) ، شرایط آستانه برای لیزرهای DFB،  محاسبه و رسم توان عبور و بازتاب در لیزر DFB، لیزرهای گسیلنده عمود بر سطح کاواک (VCSELs) ، شرط نوسان یک لیزر با کاواک قائم، نقص در ساختار VCSEL،توان بازتاب یک VCSEL