ГОСТ Р 58568-2019

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Оптика и фотоника

ФОТОНИКА

Термины и определения

Optics and photonics. Photonics. Terms and definitions

ОКС 07.030

Дата введения 2020-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова" (ФГУП "НИИФООЛИОС ВНЦ "ГОИ им.С.И.Вавилова")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 "Оптика и фотоника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2019 г. N 822-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Установленные настоящим стандартом термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области фотоники.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Для стандартизованных терминов 2.3.3.5, 2.14.6.4 и 2.14.18 приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

Установленные определения допускается при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, относящиеся к определенному понятию. Изменения не должны нарушать объема и содержания понятий, определенных в настоящем стандарте.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, в том числе представленные аббревиатурой, и/или общепринятые условные обозначения - светлым.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает основополагающие термины и определения в отношении фотоники как отрасли экономики, включая научные исследования, разработку, производство, технологии и использование продукции. Цель настоящего стандарта - предоставление согласованной общей терминологии, которая уменьшит двусмысленность и непонимание и тем самым будет способствовать развитию сферы фотоники.

     2 Термины и определения

2.1 Фотоника

2.1.1 фотоника: Область науки и техники, занимающаяся фундаментальными и прикладными исследованиями оптического излучения, а также созданием на их базе устройств различного назначения.

2.2 Излучения оптические

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

Примечание - Для 2.2.1-2.2.4 допустимы иные границы диапазонов в зависимости от прикладных задач и практического использования приборов.

2.3 Разделы фотоники и смежные разделы науки и техники

2.3.1 квантовая электроника: Раздел фотоники, связанный с изучением и практическим применением методов усиления и генерации электромагнитного излучения, основанных на использовании явления вынужденного излучения в неравновесных квантовых системах.

2.3.2 Нанофотоника

2.3.2.1 нанофотоника: Раздел фотоники, связанный с изучением и практическим применением физических явлений, возникающих при взаимодействии фотонов с объектами нанометровых размеров, в т.ч. с созданием устройств, в которых для генерации или поглощения света используют наноструктуры.

2.3.2.2

2.3.2.3

2.3.2.3.1 квантовая проволока: Объект нитеобразной формы с поперечными размерами, удовлетворяющими условию размерного квантования. Потенциальная энергия электрона в таком объекте ниже, чем за его пределами, и за счет малых поперечных размеров (как правило, 1-10 нм) движение электрона ограничено в двух измерениях.

Примечание - Движение вдоль оси нити остается свободным, в то время как движение в других направлениях квантуется, и его энергия может принимать лишь дискретные значения.

2.3.2.3.2

2.3.2.3.3 квантовая яма: Тонкий плоский слой полупроводникового материала (как правило, толщиной 1-10 нм), внутри которого потенциальная энергия электрона ниже, чем за его пределами, таким образом, движение электрона ограничено в одном измерении.

Примечание - Движение в направлении, перпендикулярном к плоскости квантовой ямы, квантуется, и его энергия может принимать лишь некоторые дискретные значения, называемые уровнями размерного квантования.

2.3.2.3.4 квантовые кристаллы: Кристаллы, характеризующиеся большой амплитудой нулевых колебаний атомов (колебаний вблизи Т=0 К), сравнимой с кратчайшим межатомным расстоянием, вследствие чего они обладают необычными физическими свойствами, объяснимыми только в рамках квантовой теории.

Примечание - Из известных на Земле веществ только изотопы гелия 3He и 4Не при давлениях свыше 3·10 Па образуют квантовые кристаллы. Квантовые эффекты наблюдаются также у кристаллов Ne и в меньшей степени у кристаллов др. инертных газов. В недрах нейтронных звезд, возможно, существуют квантовые кристаллы, состоящие из нейтронов.

2.3.2.4 лазерный пинцет: Устройство для удержания нано- и микрочастиц вблизи фокуса специально сформированного лазерного луча, использующееся для целенаправленного перемещения таких частиц.

2.3.2.5 поляритон: Составная квазичастица, возникающая при взаимодействии фотонов и элементарных возбуждений среды.

2.3.2.6 плазмон: Квазичастица, отвечающая квантованию плазменных колебаний, которые представляют собой коллективные колебания плотности заряда свободного электронного газа.

2.3.2.6.1 плазмонный резонанс: Возбуждение поверхностного плазмона на его резонансной частоте внешней электромагнитной волной (в случае наноразмерных металлических структур называется локализованным плазмонным резонансом).

2.3.2.7 нанолазер: Устройство, генерирующее или усиливающее поверхностные плазмоны.

2.3.3 Биофотоника

2.3.3.1 биофотоника: Раздел фотоники, связанный с изучением и практическим использованием взаимодействия фотонов с биологическими объектами; сюда же обычно относят биомедицинские использования лазерного излучения.

2.3.3.2 оптогенетика: Новая область нейробиологии, объединяющая оптические и генетические методы исследования нейронных связей (реакций, цепей) у интактных млекопитающих и других животных на высоких скоростях (единицей измерения являются миллисекунды), что необходимо для понимания процессов обработки информации мозгом.

2.3.3.3 лазерная биостимуляция: Активизация естественных физиологических процессов в биологических тканях под воздействием лазерного излучения.

2.3.3.4 фотосенсибилизатор: Природное или искусственно синтезированное вещество, способное поглощать свет и индуцировать химические реакции, которые в его отсутствие не происходят.

2.3.3.5 фотодинамическая терапия; ФДТ: Метод терапии злокачественных опухолей, основанный на введении в организм фотосенсибилизаторов, локализующихся преимущественно в опухоли, и воздействии света с определенной длиной волны.

Примечание - Под действием света продуцируются цитотоксические агенты, прежде всего, синглетный кислород.

2.3.4 Оптическая сенсорика

2.3.4.1 оптическая сенсорика: Раздел фотоники, связанный с разработкой принципов, методов и устройств диагностики с использованием оптического излучения.

2.3.4.2 волоконно-оптическая сенсорика: Раздел оптической сенсорики, целью которого является разработка новых принципов и методов диагностики с использованием волоконно-оптических компонентов.

2.3.5 Оптоэлектроника (фотоэлектроника)

2.3.5.1 оптоэлектроника (фотоэлектроника): Область науки и техники, изучающая эффекты взаимодействия между электромагнитными волнами оптического диапазона и электронами вещества и охватывающая проблемы создания оптоэлектронных приборов, в которых эти эффекты используются для получения, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

2.3.6 кремниевая фотоника: Раздел фотоники, в рамках которой исследуются возможности создания фотонных интегральных схем на одном кристалле кремния.

2.3.7 Оптическая информатика (оптоинформатика)

2.3.7.1 оптическая информатика (оптоинформатика): Раздел фотоники, связанный с созданием технологий передачи, приема, обработки, хранения и отображения информации с помощью потока фотонов.

2.3.7.2 радиофотоника: Раздел оптоинформатики, решающий проблемы обработки СВЧ-сигналов с помощью оптических процессов, а также проблемы передачи, приема и обработки информации путем совместного использования электромагнитных волн оптического и СВЧ-диапазонов и построения на такой основе специфических элементов, приборов и систем.

2.3.7.3 оптическая связь: Способ передачи информации, использующий в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического диапазона.

2.3.7.4 квантовые коммуникации: Раздел оптической связи, связанный с изучением и практическим применением методов передачи информации фотонами, находящимися в неклассических (квантовых) состояниях.

2.3.7.5 лазерные информационные системы: Информационные системы, в которых для переноса и/или обработки информации используется лазерное излучение.