Інтерференційні дослідження ефекту Гуса-Хенхен
DOI:
https://doi.org/10.31861/sisiot2025.1.01006Ключові слова:
ефект Гуса-Хенхен, повне внутрішнє відбивання, ортогональні полярізації, волоконно-оптичні лінії зв'язку, поляризаторАнотація
В роботі розглядається ефект Гуса-Хенхен, який проявляється як поздовжні просторові зміщення поляризованого світлового пучка при повному внутрішньому відбиванні (ПВВ) різні для різних поляризацій. Ці явища є надзвичайно важливими для волоконно-оптичних ліній зв'язку, де передача сигналу відбувається саме завдяки багаторазовим ПВВ пучка на межі між ядром та оболонкою волокна, що може призводити до деформації та розмиття сигналу. Через малу величину зсувів, їх експериментальне вимірювання є складним завданням. Метою даної роботи була розробка та реалізація високоточного інтерференційного методу для вимірювання фазових зсувів, що виникають між ортогонально поляризованими компонентами пучка при повному внутрішньому відбиванні. В основі методу лежить схема трипроменевої інтерференції, яка має суттєву перевагу над двопроменевою: внесення додаткової різниці фаз у центральний пучок призводить не до зміщення інтерференційних смуг, а до перерозподілу їхньої інтенсивності, що дозволяє значно підвищити точність вимірювань. В експериментальній установці використовувався He-Ne лазер, три-щілинна діафрагма, поляризаційні елементи для створення ортогональних поляризацій та призма для здійснення повного внутрішнього відбивання. В роботі представлено розроблений та реалізований нами інтерференційний метод вимірювання фазових зсувів між ортогональними поляризаціями при повному внутрішньому відбиванні. Приведено результати експериментальних досліджень, які показали, що при повному внутрішньому відбиванні ортогональних лінійно-поляризованих компонент, поздовжній зсув між ними не супроводжується зміною різниці фази між ними. Цей результат дає позитивний прогноз для одночасного використання ортогональних лінійно поляризованих пучків у волоконно-оптичних лініях зв'язку.
Завантажити
Посилання
F. Goos and H. Hänchen, "Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion," Ann. Phys., vol. 436, pp. 333–346, 1947.
F. I. Fedorov, "On the theory of total internal reflection," Sov. Phys. Dokl., vol. 105, pp. 465–468, 1955.
C. Imbert, "Calculation and experimental proof of the transverse shift induced by total internal reflection of a circularly polarized light beam," Phys. Rev. D, vol. 5, no. 4, pp. 787–796, 1972.
M. Merano, A. Aiello, M. P. van Exter, and J. P. Woerdman, "Observing angular deviations in the specular reflection of a light beam," Nat. Photon., vol. 3, pp. 337–340, 2009.
H. G. L. Schwefel, W. Köhler, Z. H. Lu, J. Fan, and L. J. Wang, "Direct experimental observation of the single reflection optical Goos-Hänchen shift," Opt. Lett., vol. 33, no. 7, pp. 794–796, 2008.
M. P. Araújo, S. A. Carvalho, and S. De Leo, "The frequency crossover for the Goos-Hänchen shift," J. Mod. Opt., vol. 60, no. 20, pp. 1772–1780, 2013.
M. P. Araújo, S. De Leo, and G. G. Maia, "Closed-form expression for the Goos-Hänchen lateral displacement," Phys. Rev. A, vol. 93, no. 2, Art. no. 023801, 2016.
M. P. Araújo, S. A. Carvalho, and S. De Leo, "The asymmetric Goos-Hänchen effect," J. Opt., vol. 16, no. 1, Art. no. 015702, 2014.
M. P. Araújo, S. A. Carvalho, and S. De Leo, "Maximal breaking of symmetry at critical angle and closed-form expression for angular deviations of the Snell law," Phys. Rev. A, vol. 90, no. 3, Art. no. 033844, 2014.
M. P. Araújo, S. De Leo, and G. G. Maia, "Oscillatory behavior of light in the composite Goos-Hänchen shift," Phys. Rev. A, vol. 95, no. 5, Art. no. 053836, 2017.
H. M. Lai, F. C. Cheng, and W. K. Tang, "Goos-Hänchen effect around and off the critical angle," J. Opt. Soc. Am. A, vol. 3, no. 4, pp. 550–557, 1986.
S. Asiri and L. G. Wang, "Controlling the Goos-Hänchen shift in a double prism structure using three-level Raman gain medium," Sci. Rep., vol. 13, Art. no. 22780, 2023.
S. McKay et al., "Observation of a giant Goos-Hänchen shift for matter waves," Phys. Rev. Lett., vol. 134, no. 9, Art. no. 093803, 2025.
M. Born and E. Wolf, Principles of Optics. New York, NY, USA: Cambridge Univ. Press, 1999.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Безпека інфокомунікаційних систем та Інтернету речей
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
