Про закрученный свет

      Комментарии к записи Про закрученный свет отключены

Про закрученный свет

На рисунке изображен умный кран, что, как утверждает разработчик, экономит расход воды. Эта водяная картина весьма похожа на световой закрученный луч, о котором обращение отправится ниже. Ниже будет про закрученный свет — не про кран.

Закрученный свет известен людям весьма в далеком прошлом. Ниже представлен старый наскальный выдолбыш, на котором изображены разные фазовые распределения закрученного луча.

Но в случае если без шуток (тут обман кончается и начинается правда), то, пожалуй, историю вопроса мы опустим — кому она, рухлядь, нужно?! — скажем лишь, что, кто желал, тот вправду всё это знал давным в далеком прошлом. Ну вот, к примеру, статья с приветом из 1940 года. Либо вот — опыты Ричарда Беса (R.A.

Beth) из 1936 г. Это в то время, когда лазеров еще не было, в случае если что.

Интрига такая: знали в далеком прошлом, а душу из этих закрученных световых пучков взялись вытряхивать лишь на данный момент.

Итак к сути. Закрученный свет — это луч света (в большинстве случаев говорят «пучок»), что «летит винтом». Таковой луч именуется OAM beam.

На рисунке ниже нарисованы фазовые поверхности этих умных лучей.

Дабы эти непонятные прекрасные картинки стали роднее, возможно не вникать, что такое «фаза», а просто представить себе, как из этих загнутых листочков перпендикулярно вылетают световые фотончики (пускай они будут к примеру мнимыми песчинками) — тогда ясно как такие песчинки будут давить на листочек бумаги — песчинки будут желать его закручивать (но у песчинок вероятнее ничего не выйдет, по причине того, что лист бумаги через чур здоровый для них, слабеньких).

Фактически этим и пользуются люди, в то время, когда желают развернуть какую-нибудь мелюзгу под микроскопом — светят закрученным светом и мелюзга поворачивается. Вот так приблизительно (забрано тут):

Тут частички по спирали двигаются, но возможно как выяснилось изловчиться и вынудить крутиться волчком всего лишь одну частичку.

От струек воды «струйки» фотонов отличаются тем, что водяные струйки смогут заворачиваться и прилипать друг к другу, а фотоны друг друга не очень сильно ощущают и желают лететь прямо через друг друга, приблизительно как на рисунке — на протяжении палочек:

И вот мы уже имеем неотёсанную физическую модель светового закрученного пучка «на верёвочках и палочках». Из данной модели наглядно видно одну проблему — пучок хорошо так расширяется (очень сильно лучше, чем ровный простой лазерный свет). К примеру захочет кто-нибудь посветить таким пучком:https://geektimes.ru/post/241384/ на Луну и не сможет — не дострельнет, распылится луч. На три километра лишь светануть получается (по ссылке в прошлом предложении так написано).

Громадные космические расстояния для для того чтобы пучка — это мало неприятность, исходя из этого в случае если кто-то удачно решает её, то всем вторым делается весьма интересно и все другие уважают для того чтобы решателя. Ну да хорошо.

В случае если к каждой палочке из верхнего рисунка привязать по лазерной указке, то окажется как-то так:

Ясно, что любой лучик возможно вынудить мигать раздельно и таковой пучок лучей будет передавать больше информации, чем один луч — мигалок же больше.

И еще прелесть — в случае если затолкать таковой пучок света в оптоволокно, то он не сильно-то и расширится — как миленький по оптоволокну полетит. Мало похоже на какое-нибудь винтовое течение в трубе:

Вот приблизительно так и повышают скорость передачи информации в оптоволокне: толкают в том направлении столько лучей, сколько влезет. А ведь это полезно и по сей день, в то время, когда оптоволокно уже проложено под океанами , и еще станет нужным, в то время, когда кубиты «в любой дом войдут» .

Вероятно (в силу таланта отечественных журналистов, каковые всё на свете преподносят как великое откровение) кому-то думается, что закрученный свет — это что-то необыкновенное, что это какое-то последнее достижение науки — свежак!, что свет закрутить смогут лишь весьма древние волшебники лазерного ордена… да да и то лишь в то время, когда маны — 200. Как раз в этом свете мы упомянем спеклы — броские зернышки в лазерном пятне на экране, каковые всегда мельтешат.

Все, кто брал в руки лазерную указку и разглядывал пятнышко на стенке, все видели эти зернышки и мучились вопросом: «Из-за чего?! Так как яйцеголовые помой-му говорят, что лазерный свет — это ровный свет, так откуда тогда пятна в этом хорошем ровном свете?» Парни, лазер — это очень сильно ровный свет. И в случае если на его пути появляется пылинка (допустим, в воздухе), то свет сходу её ощущает, загибается, интерферирует и, основное для нас, закручивается (как струя воды, в случае если палец подставить)… в общем спеклы — это также закрученный свет.

Закрутить свет — это легко. Свет сам закручивается, кроме того в то время, когда его никто не требует. По причине того, что всякого мусора и неоднородностей в воздухе полно.

И закручивается, паразит, как попало, а не как нам нужно (мы никакого закрученного пучка намерено не делали). Но тут и люди придумали, куда эти спеклы приспособить — по спеклам разбирают уровень качества поверхности, состояние отечественной атмосферы, орбиты двойных звезд либо, к примеру, ищут экзопланеты (сложновато людям в несложный телескоп разглядеть далекую планету-пылинку на фоне её звезды-прожектора).

Еще возможно, ни о чем таком не подозревая, случайно закрутить свет, в случае если свернуть в бухточку оптоволокно (возможно как попало), по которому данный свет шел раньше ровно и незакрученно. «Громадная наука» позже получается у таких горе-экспериментаторов. Свет в оптоволокне это… это… ну это приблизительно как экспериментатор на горках (возможно и шею сломать):

И само собой разумеется свет возможно закрутить намерено, со знанием дела. Нужно лишь на пути его что-нибудь поставить особое: пластинку какую-нибудь хитро-прозрачную, решетку неровную либо поверхность с плазмонами. Ну в том месте собственная кухня.

Напоследок для сохранения тонуса прослушаем неожиданное сообщение: «не редкость поворачивающийся пучок света с нулевым орбитальным угловым моментом» (ага, вращается, но не крутится, хе-хе) — таковой вот «печальный» факт.

Благодарю за внимание

В случае если статья Вам показалась легковесной, то всё верно — создатель не сгущал туман тяжелыми наукообразными терминами и, в один момент, старался беречь Вас от ужасной действительности с матаном и другой нудятиной, применяя только пальцевое объяснение (в ущерб строгости и длинноте). Неприятностей, сложностей и задач в деле закрученного света полно, но это вторая история.

Кому весьма интересно еще про закрученный свет, тому ссылка: A. M. Yao and M. J. Padgett, “Orbital angular momentum:origins, behavior and applications,” Adv. Opt. Photon.

3,161–204 (2011). И, само собой разумеется, возможно еще главные слова (метки) погуглить.

Science Slam Tomsk — Сергей Абдрашитов — Закрученный свет, игровые компьютеры для ученых или сказ…


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: