`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Лента Мебиуса из света

+22
голоса

Группа исследователей из Канады, Европы и США экспериментально получила световые ленты Мебиуса с помощью поляризации света, что подтверждает теоретические предсказания возможности для электромагнитного поля принимать эту необычную форму.

Ленту Мебиуса легко создать, например, из бумаги. Но найти ленту Мебиуса в природе – это другой вопрос.

«Это один из немногих известных примеров структуры Мебиуса, появляющейся в природе», - утверждает Роберт Бойд (Robert W. Boyd), профессор оптики и физики в Университете Рочестера и заведующий кафедрой квантовой нелинейной оптики в Университете Оттавы. Проф. Бойд является одним из главных авторов статьи, описывающей это исследование, которое опубликовано в онлайновом выпуске Science.

Демонстрация того, что лента Мебиуса может быть создана из поляризованных состояний света, представляет интерес не только для улучшения фундаментального понимание оптической поляризации, но и потому, что она может быть использована для создания сложных структур в микро- и наномасштабах.

Свет является электромагнитной волной, и как таковой он обладает электромагнитным полем. Направление, в котором электрическая составляющая этого поля осциллирует, обычно называют поляризацией света. Поляризация, например, является ключом к пониманию функционирования поляризационных солнцезащитных очков и делает возможным 3D-кинотеатр. Поляризация лучей солнечного света, как правило, случайна, а это означает, что ориентация электрического поля произвольна от одного луча к другому. Но когда свет отражается от ряда объектов, например, воды, стекла или поверхности автомобильных дорог, отраженный свет становится поляризованным в определенном направлении, параллельном поверхности, которая отражает свет. Поляризованные очки способны блокировать свет, поляризованный в определенном направлении, тем самым значительно уменьшая яркость.

В своем эксперименте, чтобы создать ленты Мебиуса, исследователи используют специфический, весьма экзотический, тип светового луча – узко сфокусированный лазерный луч, который они называют структурированный свет. Структурированный свет имеет очень специфическую поляризацию и распределение интенсивности в световом пучке, и, следовательно, электромагнитное поле осциллирует по-разному для разных частей пучка. Оно не всегда под прямым углом к направлению, в котором распространяется свет, как это было бы в случае стандартного лазерного луча. В этом высоко структурированном пучке будут компоненты электрического поля во всех трех измерениях. Кроме того, различные части пучка будут иметь различные компоненты электрического поля в разных направлениях.

Чтобы создать структурированный луч и измерять его поляризацию, исследователи использовали серию оптических инструментов. Лазерный свет сначала проходит через q-пластину, по сути, жидкокристаллическую линзу, разработанную Лоренцо Маруччи (Lorenzo Marrucci) и Ибрагимом Карими (Ebrahim Karimi) в Неаполе. Она создает структурированный луч.

Для отображения поляризация исследователи использовали наночастицу. Эта частица сканировалась по поперечному сечению пучка, и исследователи наблюдали рассеянный свет. Определяя, как свет рассеивается, и, по сути, используя наночастицу в качестве интерферометра, в фокусе определялась поляризация светового луча, и появлялись ленты Мебиуса. Эта процедура была разработана Гердом Лойшем (Gerd Leuchs) и Петером Банцером (Peter Banzer) в Эрлангене.

Ленты Мебиуса показывают, как электрическое поле ориентировано в каждой точке по круговой траектории, окружающей ось лазерного луча. В зависимости от особенностей структуры лазерного луча, исследователи наблюдали ленты Мебиуса поляризации, имеющие 3/2 или 5/2 поворотов. Эти полоски показывают сложную структуру, которой световой луч может обладать при очень малых, менее длины волны, масштабах, объяснил Бойд. Он добавил, что используемый здесь метод измерения имеет большие перспективы для исследований наноструктуры других видов световых пучков. 

           Лента Мебиуса из света

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT