Kysymys:
Onko mahdollista havaita kahden itsenäisen optisen laserin aiheuttamia häiriöitä?
Fiktor
2010-11-12 16:47:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Vaikuttaa siltä, ​​että jos laserin koherenssipituus on riittävän suuri, on mahdollista tarkkailla (liikkuvaa) häiriökuvaa yhdistämällä niitä. Onko se totta? Kuinka nopeasti valokuvanilmaisimien tulisi olla kahden "parhaan käytettävissä olevan" laserin säteiden häiriöiden havaitsemiseksi? Mikä on parhaan käytettävissä olevan laserin koherenssipituus? Tarkemmin sanottuna, onko olemassa (optisen yhden aallonpituuden) laseria, jonka koherenssipituus ylittää 500 metriä?

Häiriöitä esiintyy vain, jos kahden laserin välinen vaihesuhde on vakaa "hyödyllisen" ajan kuluessa, en tiedä onko se teknisesti hallittavissa, mutta teoriassa ei ole syytä miksi ei
Kahden laserin on lähetettävä keskenään koherentteja säteitä. Muussa tapauksessa mittaat vain melua uusilla ja kalliilla ilmaisimilla.
Neljä vastused:
Andrew
2010-11-18 20:31:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tämä paperi näyttää olevan osuva kysymyksellesi. Jos luen tiivistelmän oikein, vastaukset kysymyksiisi ovat:

K: Näyttää siltä, ​​että jos laserin koherenssipituus on riittävän suuri, on mahdollista tarkkailla ) häiriökuva yhdistämällä ne. Onko se totta?

A: Kyllä

K: Kuinka nopeasti valokuva-ilmaisimien tulisi olla kahden "parhaan" säteiden häiriöiden havaitsemiseksi saatavilla olevat "laserit?

A: 1 millisekunti tai nopeampi

K: Mikä on parhaan käytettävissä olevan laserin koherenssipituus?

V: Yli 300 km

K: Tarkemmin sanottuna onko olemassa (optisen yhden aallonpituuden) laseria, jonka koherenssipituus ylittää 500 metriä?

A: Kyllä


paperin tiivistelmä:

Häiriöreunat, jotka on tuotettu parin sisäisen onkalon parilla stabiloidut diodilasersäteet, jotka kukin törmäävät erikseen kaksoisrakon yhteen aukkoon, tallennetaan lineaariselle latauskytketylle laiteryhmälle. Kokeilun erikoinen tulos on, että reunajärjestelmän havaitaan jatkuvan noin 1 ms: n ajan ja menettää kontrastin pidempiin integrointiaikoihin. Tämä tarkoittaa, että stabiloitujen lasereiden kahden säteen yksittäiset linjaleveydet ovat kapeampi kuin 1 kHz ja että keskushuippujen keskimääräiset drift-nopeudet ovat paljon alle 0,1 MHz / s. Laite on rakennettu fysiikan laitoksen edistyneessä perustutkinnon suorittaneessa elektroniikkalaboratoriossa ja edustaa huomattavaa parannusta aiempiin esittelylaitteisiin verrattuna, joita käytettiin riippumattomien lasereiden häiriöreunojen havaitsemiseen.

Mielenkiintoinen vuoden 1986 häiriöiden katsaus riippumattomista lähteistä:

" häiriö riippumattomien fotonien välillä", Rev. Mod. Phys. 58, 209–231 (1986)

Bernardo Kyotoku
2010-11-12 18:20:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jopa 50 GHz: n ilmaisimet voidaan helposti ostaa (jos sinulla on rahaa: P). Tämä tarkoittaa, että jos lasereiden taajuusero on pienempi kuin 50 GHz tai aallonpituuden ero on pienempi kuin 60 pm, voit havaita lyönnin käyttämällä näitä nopeita ilmaisimia. Tämä aallonpituuden ero voidaan saavuttaa (anteeksi, mutta minulla ei ole mielialaa löytää paperia, joka raportoi saavutuksen), voit jopa lukita laserit vaiheittain (mutta sitten en kutsua niitä enää itsenäisiksi). 500 metrin koherenssipituus tarkoittaa koherenttiaikaa, joka on $ t = 500 / c = 1,7 \ mu s $, mikä tarkoittaa $ \ Delta \ nu = 600 kHz $ kaistanleveyttä, joka voidaan saavuttaa ulomman ontelon diodilaserit.

Steve
2010-11-12 17:44:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Työskentelen henkilökohtaisesti kahden pulssilaserlähteen kanssa ja onnistuin käyttämään yhtä isäntänä ja toista orjana, joka sujui tällä tavoin saadaksesi täydellisen aallonpituuden, vaiheen ja pulssitaajuuden. niiden välinen häiriöpolku (käytän näitä vain mikroskopiatarkoituksiin), mutta Tobiasin sanoessa en ymmärrä, miksi sen ei pitäisi toimia niin kauan kuin vakaa synkronointi säilyy.

En todellakaan tiedä noin 500 metrin koherenssipituudesta.

Tässä on PRL, joka mielestäni kuvaa Steven järjestelmää: http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0603/0603048v2.pdf
Chad Orzel
2010-11-12 20:24:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oletan kysymyksen muotoilun perusteella, että haluaisit nähdä spatiaalisen häiriökuvion - kirkkaat ja tummat reunat - ei jotain aikakehyksessä. Kuten aiemmin todettiin, voit helposti voittaa kaksi itsenäistä laseria yhdessä ja saada signaalin, joka sykkii näiden kahden välillä. Voit myös tehdä sattumalaskurikokeita käyttämällä kahdesta eri laserista peräisin olevia fotoneja ja osoittamaan, että ne häiritsevät toisiaan - uskon, että se on "Hong-Ou-Mandel" -kokeilu, mutta nimi voi olla väärä.

Jos haluat nähdä häiriökuvion avaruudessa, tarvitset ilmaisimen, joka on sekä nopea että paikannusherkkä, koska häiriökuvio muuttuu nopeasti ajan myötä. Sinun tulisi ottaa "tilannekuva" kuviosta jossakin hetkessä, ennen kuin sillä on aikaa siirtää asentoa ja pestä reunat aikaisemmasta ajasta. Joten mistä nopeudesta puhumme?

No, lasereiden välinen kuvio olisi tasainen jonkin aikaa lasereiden koherenssiajan järjestyksessä. Hyvä nyrkkisääntö koherenssiajan löytämiseksi melko tavalliselle laserille on, että laserin koherenssipituus on suunnilleen sama kuin ontelon pituus. Tyypillisessä kaasulaserissa, jonka löytäisit helposti paikallisen fysiikan osaston varastohyllyiltä, ​​on ontelo, joka on suunnilleen yhden jalan pituinen, mikä tarkoittaa koherenssiaikaa, joka tarvitaan valon kulkemiseen yhdellä jalalla, joka on yksi nanosekunti. .

Haluat siis pystyä noutamaan kuvion alle nanosekunnissa, mikä tarkoittaa, että ilmaisimesi on kyettävä käsittelemään vähintään yhden gigahertsin laskentanopeudet. Sitä ei ole liian vaikea hallita - voit saada 50-60 GHz: n kaistanleveydellä varustettuja fotodiodeja melko helposti. Paikkakuvion näkemiseksi haluat tosin ainakin lineaarisen ryhmän niistä, ja CCD-kamera olisi vielä parempi. Sinun on myös kyettävä poimimaan useita fotoneja kyseiseltä alueelta, jotta pystyt näkemään kuvion, jotta voit selvästi ratkaista kirkkaan ja tumman reunan välisen eron - sanoisin, että haluat todennäköisesti vähintään 100 fotonia / pikseliä kirkkailla reunoilla voidakseen saada kunnollisen reunan kontrastin. Tämä on mahdollista melko peruslasereilla - muutama millivatti punaisella aallonpituusalueella on noin 10 ^ 15 fotonia / s tai noin 10 ^ 6 fotonia / ns, joten voit levittää sen muutamalle tuhannelle pikselille ja olla silti turvallinen. Ja tietysti, tarvitset ilmaisimesi matalan "tumman määrän", jotta se voi helposti erottaa kirkkaan täplän, jossa on 100 fotonia, ja tumman täplän välillä.

Se on aika kaunis haastava joukko ilmaisimen vaatimuksia. Haluat lähinnä CCD-ilmaisimen, jolla on yhden fotonin herkkyys ja kaistanleveys 100 GHz. En usko, että löydät sen vain makaavan. Jopa nopeilla CCD-ilmaisimilla, joita ihmiset käyttävät BEC-kokeiden ja vastaavien reaaliaikaiseen seurantaan, kehyksen lukuaika on noin millisekunti, eivätkä ne ole yhden fotonin herkkiä. Yhden fotonin ilmaisimet ovat yleensä yksittäisiä lumivyöryvalodiodeja, joita muutaman kymmenen kilohertsin fotonimäärät vahingoittavat helposti. Saatat pystyä rakentamaan ilmaisimen näillä ominaisuuksilla, mutta se olisi erittäin vaikea ongelma, eikä jotain, joka kannattaa tehdä vain nähdäksesi kahden itsenäisen laserin välisen spatiaalisen häiriökuvion.

Jos pystyt kohottamaan lasereiden koherentin ajan kertoimella 1000 (mikä ei ole triviaali yritys), sen tekeminen on hieman helpompaa, mutta se on silti hyvin vaikeaa - etsit CCD: tä jossa on noin mikrosekunnin kehyslukuaika, kykenee käsittelemään megahertsialueella olevia fotonilaskelmia. Mikä on edelleen erittäin vaikea ongelma.

Siksi sitä ei todennäköisesti ole tehty, ainakaan siitä, mistä olen tietoinen.

MUOKKAA: vahva> Lähinnä sellaista asiaa, josta puhut, on Pfleegor-Mandel -kokeilu, joka käytti tilastollista tekniikkaa osoittaakseen, että kahden itsenäisen laserin häiriökuviossa oli spatiaalisia reunoja. Se on kuitenkin kaukana mallin suorasta havainnoinnista.



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 2.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...