Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Bir ayna ne kadar derin? Duruma göre değişir, ancak hesaplamalar şimdi daha kesin

18.03.2021
74
Bir ayna ne kadar derin?  Duruma göre değişir, ancak hesaplamalar şimdi daha kesin

Licht bir aynadan yansıtıyor, ancak bu yansıma tam olarak nerede oluyor? Duruma göre değişir, Martin van Exter ve Corné Koks keşfetti. Kesin hesaplamaları Optik Ekspres’te yayınlandı, kuantum iletişimi için optik boşlukların tasarlanması açısından önemlidir.

Martin van Exter, “Doğruyu söylemek gerekirse, birçok araştırmacı biraz özensiz davrandı” diyor. “Bazı i’leri işaretledik ve bazılarını geçtik.” Van Exter, “fizikte standart ayna türü” olan Dağıtılmış Bragg Reflektörlerinden (DBR’ler) bahsediyor. Değişken kırılma indislerine sahip üst üste yığılmış cam katmanlarından yapılmıştır. Van Exter: “Çok iyi çalışıyorlar. Yeterince katman istifleyerek, yüzde 99,99’a kadar yansıma elde edebilirsiniz.”

Ancak cam kullanmanın bir sonucu, ışığın aynaya kısmen girmesidir. Bu penetrasyon ne kadar derine gidiyor? Van Exter ve Ph.D. öğrenci Corné Koks merak etti.

Van Exter, “Bu aynaları optik boşluklar yapmak için kullanıyoruz. Karşılıklı iki küçük ayna, ışık ileri geri yansıyor. Oldukça küçük aynalar da” diyor Van Exter. Aynalar arasındaki mesafe sadece 2 veya 3 mikrometredir, saç kalınlığının yaklaşık 50’si kadardır. Bu, ışığın dalga boyundan sadece biraz daha büyüktür. “Yani bizim için ışığın aynaya ne kadar nüfuz ettiği önemli.”

Penetrasyon derinliği

Koks ve Van Exter, DBR’lerdeki elektromanyetik radyasyon davranışının kapsamlı bir matematiksel analizini gerçekleştirdiler ve tam olarak ölçmek istediğine bağlı olarak üç farklı penetrasyon derinliği olduğu sonucuna vardı.

Bir boşluk içindeki ışık, düğümler (genliğin sıfır olduğu) ve antinotlar (genliğin maksimum olduğu yerde) ile duran bir elektromanyetik dalga olabilir. Aynadaki düğümün bulunduğu nokta, Van Exter ve Koks tarafından faz penetrasyon derinliği olarak adlandırıldı. Van Exter, “Bu penetrasyon derinliği çok derin değil, tipik olarak aynanın yüzeyinde,” diyor, “bu, bir dalga boyundaki ışık için geçerli.”

Van Exter, “Ama bazen, tek dalga boyunu değil, bir darbeyi kullanırsınız,” diyor, “bir darbe. Bu darbenin ne kadar hızlı geri döndüğünü ve dolayısıyla hangi derinlikten geldiğini hesapladığınızda, penetrasyon derinliği daha büyük olur. Buna frekans penetrasyon derinliği diyoruz. ” Daha sonra fizikçiler, keskin bir şekilde odaklanmış ışık demeti için uygulanabilen üçüncü bir modal penetrasyon derinliği tanımladılar.

Özensiz hesaplamalar

Sonuç, üç farklı penetrasyon derinliği olduğudur. Hangisinin kullanılması gerektiği, tam olarak ne ölçmek istediğinize bağlıdır. Van Exter, “Bunlar devrim niteliğinde değişiklikler değil,” diyor, “ancak bunu ilk kez gösteriyoruz ve fizikçilerin optik kurulumlarını hesaplarken çoğu zaman özensiz davrandıklarını görüyoruz.”

Aradaki fark, Van Exter’in araştırma grubu tarafından yapılan ve muhtemelen gelecekte kuantum iletişimi için kullanılabilecek optik boşluklar için önemlidir. Van Exter şöyle diyor: “Kutsal tanelerden biri, bir fotonun kuantum halini tek bir atoma veya moleküle veya tam tersine aktarmaktır. Bunu, ışığı tutan optik boşlukta ileri geri yansıtarak yapabilirsiniz. Ama o zaman boşluğunuzun tam boyutunu ve dolayısıyla aynanızın derinliğini hesaplayabilmelisiniz. ”


Daha fazla bilgi:
C. Koks vd. Mikro boşluk rezonans durumu, kalite faktörü ve mod hacmi farklı penetrasyon derinlikleri ile belirlenir, Optik Ekspres (2021). DOI: 10.1364 / OE.412346

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.