دانلود مقاله همدوسی نور

همدوسی کافی نور برای اثرات تداخل ضروری است اما هرهمدوسی ناچیزی می تواند باعث ایجاد اثرات شبکه توری شود .برای مثال برهم کنش خیلی کوتاه طول ها به کاربرده می شود یا زمان های مشاهده خیلی کوتاه به کاربرده می شوند .این زمان مشاهده می تواند خیلی کوتاهتر از مدت بالس لیزر باشد برای مثال اگر ماده زمان های واپاشی خیلی کوتاهی داشته باشد شرایط وامکان تداخل باید به دقت بررسی شود.

اشعه نور همدوس می تواند با آزمایشات معمولی وقرار دادی تداخل تعریف شود درعملکردهای فتونیک کمپلکس که باعث همدوسی شبکه توری می شود.

همدوسی طولی:

همدوسی محدود زمانی می تواند به وسیله همدوسی خطی وهمدوسی زمانی باریکه نور تعریف شود وبه وسیله مشاهده مدوله عمق دریک آزمایش تداخل اندازه گیری شود شبیه یک تابع تاخیزی نور بین اشعه ها .

یک مقدمه برای این هدف درشکل 28-2 نشان داده شده .

اشعه تابیده شکافته می شود به دوقسمت مساوی به وسیله اشعه BS شکافنده که می تواند یک آینه 50% باشد .

اشعه ها تنها در آیندهای M2 , M1 بازتاب می شوند ودوباره درBS ترکیب    می شوند. به وسیله حرکت دادن آینه M1 درامتداد X  ازتداخل سنج مایکسول اشع های نور می تواند به ترتیب پشت سر هم تاخیر داشته باشند .

نتایج شدت مدوله شده شبیه سرعت فریز V (X) باشدت    IMIN ,IMAT برطبق قطر باریکه اندازه گیری می شود مثلاً بایک دوربین CCD  شبیه یک تابع تاخیری X :

سرعت فریز   V(X) =

همدوسی طولی LC با تاخیر برای سرعت فریز که با ضریب  کاهش یافته تعریف می  شود . که بدون تاخیر بعضی اوقات   یا  به جای  استفاده می شود .

همدوسی طولی  LC => V( LC ) =  V( X=0)

درهر حالتی همدوسی طولی با طول موج نور همدوس اندازه گیری می شود توجه کنید که طول موج نور تعدادی نوسان ایجاد می کند کخ همزمان هستند .

طول همدوسی نور با پهنای نوار طیفی منبع نور رابطه دارد.

LC = 2 LN 2  = 0/624

مشخصاً همدوسی طولی با همدوسی زمانی ZC رابطه دارد اگر ZC را داشته باشیم می توانیم همدوسی طولی را محاسبه کنیم .

همدوسی زمانی :

همدوسی زمانی موج نور مانند همدوسی طولی توضیح داده شده است آن است زمانی که نور برای منتشر شدن درهمدوسی طولی احتیاج دارد پس از پا محاسبه می شود.

همدوسی زمان   = TC =

یا پهنای  با توزیع طول موج به صورت زیر رابطه دارد :

          TC = 2   IN 2= 0.624 

= Vpeak = cmaterial

جایی که vpeak  وpeak    بسامد وطول موج ماکسیمم طیف را توصیف    می کنند 

ومیانگین نوارهای باریک درمقایسه با این مقادیر کوچک هستند .

باید توجه شود که همدوسی زمانی با زمان خود به خودی انتشارهای به وجود ‌آمده و یا مدت بالس ها متفاوت است .

به علاوه طول موج های منتشر شده درنور متفاوت است .نوسانهای فاز می تواند همدوسی را توصیف کند .اگر فازهای منتشر شده جفت نباشد مانند نور مانع دمایی  نوسانات فاز می تواند همدوسی طولی را کاهش دهد بنابر این پهنای نوار نور را افزایش می دهد.

 (جداول و نمودار در فایل اصلی موجود است)

درآزمایش های غیر خطی زمان همدوسی باید مرتبط با ثابت های زمانی مناسب با ‌‌آزمایش باشد .(زمان های مشاهده  شبکه) آنها می توانند کوتاهتر از مقدار پالس های بر انگیخته باشند برای مثال ماده می تواند زمان های جبران را بعد از چند ps  جذب شبکه های توری شبیه ماده ای است که احتیاج به زمان های همدوسی به مقدار ps دارد اگرچه تنها پالس لیزر چندین ns است .این به این معناست که همدوسی کوتاه حتماً شامل اثرات القایی شبکه های توری نمی شود یا به عبارت دیگر پیدایش      شبکه های القایی باید بررسی شود.

علاوه براین پهنای نوار طیف  و مقدار   توصیف شده است .

میانگین بسامد نور vpeak  این منبع ها به طور متوسط  دررنج مرئی می باشد پس بسامد میانی    vpeak =6*1014HZ است .

به نظر می رسد که خواص همدوسی برای لیزهای نوری با مانع نوری قرار دادی مشخص نمی شود .همدوسی لیزها هنوز می تواند خیلی بهتر از مقادیر داده شده در بالا باشد .

اما لیزهای تجاری معمولاً نشان می دهند که ....

13-2 همدوسی طولی وزمانی ,پهنای نوار  و  منابع نور برای یک طول موج 500nm داده شده است .

(جداول و نمودار در فایل اصلی موجود است)

پهنای نورارها در رنج ریزnm است بنابراین همدوسی طولی فقط در رنج mm تا m  می باشد .

قسمت های متفاوب از برش عرضی نور یک باریکه می تواند غیر همدوس باشد .

بنابراین این همدوسی با یک آزمایش تداخل با استفاده از برش های مختلف عرضی با یک شکاف دوگانه یا منبع نقطه ای دوگانه باید بررسی شود.

آزمایش تداخل درشکل 2030 نشان داده شده است.

شکل 30-2 اندازه گیری همدوسی جانبی با دو نقطه خارج شده از اشعه که با دو روزنه D2,D1 انتخاب شده وتداخل روی پرده این روزنه ها می توانند به طور عمودی با جهت انتشار نور تغییر مکان پیدا کنند.

همدوسی جانبی با طول LC ,lat  مشخص می شود.

دراین آزمایش با مقایسه همدوسی طولی به طول LC به دست می آید ,اما هرنوع ازهمدوسی جانبی ناچیز از منبع نور مانند مثال از انتشار های دمایس آزمایش های تداخل می تواند انجام شود اگر بعد جانیب منبع مشخص شده باشد وبرش های مختلف از برش عرضی تلفیق شده باشند دریک پرده نمایش نتایج مختلفی از فازهای متفاوت است که باید کوچکتر از  باشد .

برای این تاثیر قابل اغماض از بعد عرضی منبع غیر همدوس فاصله آنها ازپرده باید بزرگترازاین باشد.

ZScreen – s ource >

با قطر Dscreen  ازپرده Dsource  ازمنبع نور .طول موج توصیف شده با  باید توجه شود که تحت این شرایط اعداد فرنل F بزرگتر از1 نیست بنابر این تقریب نور هندسی به کار برده نمی شود.

بیشتر کاربردهای فتونیک روی تداخل باریکه های مختلف نور که پایه گذاری شده طول وفاز جداگانه ای در هرمسیر دارد که باید درسه بعد ساخته شود.

همدوسی جانبی کافی باریکه ها معمولاً برای عملکرد موثر ضروری است .

دو باریکه نور 1 و2 شدت مدوله شده دررنج برهم تهی شان تولید می کنند اگر بردارهای میدان الکتریکی مولفه های همسو داشته باشند.

شکل 1.31 ) تداخل دومیدان نور

مولفه های عمود منصف میدان التریکی یک جهت مدوله شده ازنتایج بردار میدان الکتریکی را نشان خواهد داد اما شدت ثابت خواهد ماند مثل شدت های دو باریکه که درفصل بعد توصیف می شود.

نمودار شدت از (167. 2) با استفاده ازمولفه های موازی بردارهای میدان الکتریکی E2, E1 تجزیه می شود که به صورت مختلط نوشته می شود.اما پایایس ساختار مورب مانند باریکه گوسی با دامنه E0 /1,2(r1/2) می باشد .

 E 1 / 2 =  e i ( 2v 1/ 2 t + k 1/2 . r + 1/ 2 ) + C .C .

یا مختلط نباشد .

I= ( E1 + E 2 ) 2

Iges =  {E2 0,1+  E2­0,2 + 2 E 0,1 E0,2  COS {  }  

Iges = I1+ I2 + 2  COS {  ( r 2 _ r 1 ) + } .

کسینوس فضای مدوله شده  ماکسیمم است اگر دامنه E0,1   وE0,2  مساوی باشند .شدت ماکسیمم درساختار سنج + مرتبه I2 = I1 = I  ومینیمم صفر است . طول  موج مدوله شده A با شدت ماکسیمم درجهت r1-r2 که مورب است بازاویه A بین دو باریکه وطول موج آنها  است .

                        (181. 2)                                                                           

برای باریکه های موازی 0  است وبیشترین مقدار  برای باریکه های ناهمسو        می باشد . این اثر استفاده شده مثلاً برای میزان سازی طول موج انتشار بازخورد توزیع شده لیزرها که ثابت شبکه توری رابه وسیله زاویه تحریک تغییر می دهد. به عنوان مثال نتایج نمودار تداخلی از2 باریکه گوسی که ازناحیه کمرشان عبور می کند نشان داده شده در شکل 2032

یک برش دو وجهی بین نمودار عمودی و ایستاده از پلان کاغذی درنتیجه تئداخل باریکه است که درشکل 33-2 نشان داده شده .

شکل 32/2 :مدلی از شدت تداخل از دوطیف روبه زوال باپرتو گوسین که درمیان پلانی از xy برهم نهاده شده است.که عمود برصفحه کاغذ است .دوپرتو با فرکانسهای متفاوت درنتیجه شدت موقتی مدوله شدن است که دربخش 6-9-2 توضیح داده خواهد شد.

4- 9- 2

موقعیت دو پرتو نور قطبیده شده عمودی .

موقعیت دو پرتو قطبی خطی عمودی یک شدت مدوله شده وابسته به مسیر وفاز نوری تولید نمی کند.اما به عنوان یک تابع ازپارامترها جهت بردار درنتیجه میزان الکتریکی خواهد بود که معمولاً درزمان وفضای پیچیده راه را تغییر می دهد.این بردار ازجمع برداری دوبرابر پرتو میدان الکتریکی محاسبه می شود.که همیشه دردو پلان متضاد هم سمت گیری خواهد.