22:29 2023-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Lumină structurată fără distorsiuni
_ Lumină structurată fără distorsiuni< /h3>
O perspectivă interesantă în optica modernă este exploatarea tiparelor de lumină - cum arată lumina în multele sale grade de libertate - denumite adesea „lumină structurată”. Fiecare model distinct ar putea forma un alfabet de codificare pentru comunicarea optică sau ar putea fi utilizat în producție pentru a îmbunătăți performanța și productivitatea. Din păcate, modelele de lumină sunt distorsionate atunci când trec prin canale zgomotoase, de exemplu, fibre optice stresate, optică aberată, țesut viu tulbure și, poate, un exemplu foarte sever, turbulența atmosferică în aer.
În toate aceste exemple, modelul distorsionat se poate deteriora până la punctul în care modelul de ieșire nu seamănă deloc cu intrarea, anulând beneficiul. După cum se raportează în Advanced Photonics, cercetătorii din Africa de Sud au arătat cum este posibil să se găsească forme de lumină fără distorsiuni care ies dintr-un canal zgomotos exact la fel cum au fost introduse. Folosind turbulențele atmosferice ca exemplu, ei au arătat că aceste forme speciale de lumină, numite moduri proprii, pot fi găsite chiar și pentru canale foarte complexe, apărând nedistorsionate, în timp ce alte forme de lumină structurată ar fi de nerecunoscut.
Trecerea luminii prin atmosferă este crucială în multe aplicații, cum ar fi ca optica spațiului liber, detecția și livrarea de energie, dar găsirea modului cel mai bun de a face acest lucru s-a dovedit o provocare. În mod tradițional, a fost folosită o abordare de încercare și eroare pentru a găsi cele mai robuste forme de lumină într-un anumit canal zgomotos, dar până în prezent toate formele de lumină structurată familiară s-au dovedit a fi distorsionate pe măsură ce mediul devine progresiv mai zgomotos. Motivul este că lumina poate „vedea” distorsiunea.
Dar este posibil să se creeze lumină care să nu vadă distorsiunea, trecând ca și cum nu ar fi acolo? Pentru a face acest progres, cercetătorii au tratat canalul zgomotos ca pe un operator matematic și au pus o întrebare simplă: ce forme de lumină ar fi invariante pentru acest operator? Cu alte cuvinte, undele de lumină care se află în modurile naturale ale canalului se comportă ca și cum nu ar vedea distorsiunea: adevăratele moduri proprii ale canalului.
Exemplul abordat a fost cazul sever al distorsiunilor datorate la turbulențele atmosferice. Răspunsul la problemă a dezvăluit forme de lumină nerecunoscute anterior (adică cele care nu fac parte din nicio familie bine-cunoscută de lumină structurată, dar totuși complet robuste pentru mediu). Acest fapt a fost confirmat experimental și teoretic pentru condițiile de turbulență slabă și puternică.
Conform autorului corespondent Andrew Forbes, Fellow SPIE și profesor distins la Universitatea din Witwatersrand din Johannesburg, „Ceea ce este interesant la această lucrare este că deschide o nouă abordare pentru studiul luminii complexe în sisteme complexe - de exemplu, în transportul luminii clasice și cuantice prin fibre optice, canale subacvatice, țesuturi vii și alte sisteme foarte aberate."
Adaugă el, „Din cauza naturii modurilor proprii, nu contează cât de lung este acest mediu și nici cât de puternică este perturbarea, astfel încât ar trebui să funcționeze bine chiar și în regimurile în care procedurile corective tradiționale, cum ar fi optica adaptivă, eșuează.”
Menținerea integrității luminii structurate în mediile complexe va deschide calea către lucrările viitoare în imagistica și comunicarea prin canale zgomotoase, ceea ce este deosebit de relevant atunci când formele structurate de lumină sunt cuantice fragile. state.
Comentarii:
Adauga Comentariu