El equipo de investigación demuestra la interferencia basada en el espectro angular

Crédito: CC0 Public Domain

La interferencia óptica no solo es un fenómeno fundamental que ha permitido la derivación de nuevas teorías de la luz, sino que también se ha utilizado en interferometría para medir pequeños desplazamientos, cambios en el índice de refracción e irregularidades de la superficie. El interferómetro de Michelson es un interferómetro de uso común, con el que se pueden observar fácilmente franjas de interferencia iguales y el mismo espesor de luz. Históricamente, este interferómetro se ha utilizado en muchos experimentos físicos famosos, como el experimento de Michelson-Morey y el descubrimiento de una onda gravitacional.


En un nuevo artículo publicado en Ciencia y aplicación de la luz, un equipo de científicos dirigido por el profesor Bao Cinxi y el profesor asociado Zhi-Yuan Zhou del Laboratorio Principal de Información Cuántica de CAS, Universidad de Ciencia y Tecnología de China, demostró una tendencia especial igual Confusión Usando fotones no monocromáticos en Michelson Interferómetro, manifestó que el número de cilios en forma de anillo aumentaba más rápidamente con el aumento de la diferencia de trayectoria óptica (OPD) en comparación con los extremos opuestos de la interferencia de igual inclinación.

Los fotones utilizados en su interferómetro se generan por conversión descendente espontánea (SPDC) en un cristal no lineal de segundo orden, en el que hay una bomba de mayor energía. Fotón Se divide en un par de fotones de baja energía con cierta probabilidad. En este trabajo, la interferencia observada está estrechamente relacionada con el espectro angular de frecuencia específico de los fotones generados por el proceso SPDC: los fotones tienen un gran ángulo de divergencia y la frecuencia de los fotones varía con el aumento del ángulo de divergencia. El principio de interferencia es que los fotones de diferente frecuencia emitidos por el cristal tienen diferentes ángulos de separación, y cada ángulo de separación corresponde a un grupo de frecuencia único; Por lo tanto, los fotones de diferentes frecuencias tienen diferentes diferencias de fase entre las dos placas paralelas y finalmente tienen diferentes resultados de construcción o interferencia destructiva, que forma una franja en forma de anillo brillante u oscura en el plano de detección. Los científicos se refieren a esta interferencia como interferencia dependiente del espectro angular (ASD) porque es el resultado de una combinación de patrones de interferencia de diferentes componentes angulares.

El principio y fenómeno de la interferencia de ASD parece similar al principio y fenómeno de interferencia de pendiente igual tradicional: ambos tienen una franja en forma de anillo, la diferencia de fase que causa anillos brillantes u oscuros depende del ángulo y el número de anillos depende del paciente ambulatorio; Sin embargo, teoricos y resultados experimentales mostró que el número de cilios en forma de anillo aumenta γ veces más rápido con el aumento de OPD desde los extremos opuestos del co-solapamiento de igual inclinación. Con respecto a las franjas de interferencia con diferentes variaciones de brazo en el experimento, en sus condiciones experimentales son del orden de 27. Los parámetros también se pueden determinar utilizando una longitud de onda equivalente, que en sus condiciones experimentales es aproximadamente 1/27 de la longitud de onda verdadera de fotones. El significado físico de la longitud de onda equivalente aquí es que la franja de interferencia de ASD es la misma que la de un interferómetro convencional de igual inclinación donde la longitud de onda de los fotones tiene este valor. El modelo teórico de este artículo muestra que estos parámetros pueden mejorarse ajustando los parámetros experimentales.

La ventaja de la interferencia de ASD es que la sensibilidad se puede aumentar en pliegues cuando se usa este interferómetro para medir pequeños desplazamientos o cambios en el índice de refracción registrando la variación de las extremidades porque en estos casos, una mayor variación en las extremidades indica una mejor sensibilidad para OPD. Otra ventaja de la superposición de ASD con un gran valor de es el punto en el que el OPD cero se puede determinar con mayor precisión y, por lo tanto, la precisión de la medición de la trayectoria óptica, que es de ± 0,54 μm, se puede mejorar ajustando sus datos experimentales.


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más información:
Chen Yang et al, Interferencia dependiente del espectro angular, Luz: ciencia y aplicaciones (2021). DOI: 10.1038 / s41377-021-00661-z

Introducción de
Academia china de ciencias

La frase: El equipo de investigación demuestra la interferencia dependiente del espectro angular (2021, 27 de diciembre) Recuperado el 27 de diciembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-12-team-angular-spectrum-dependent.html

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