Декогеренция когерентного пучка.

Если замедляющие пленки (т. е. волновые пластины) могут задерживать электрические компоненты света (в зависимости от толщины пленки), не влияя на его направление, нельзя ли использовать замедляющую пленку произвольно меняющейся толщины для преобразования когерентного лазерного луча в некогерентный лазерный луч? для повышения безопасности глаз?

Например, скажем, у меня есть лазерный источник с длиной волны 632 нм. Я делаю замедляющую пленку, которая с одной стороны оптически плоская, но другая сторона содержит наноразмерные гладкие выпуклости высотой от 0 до 635 нм (над поверхностью), и я пропускаю через нее лазер (возможно, серию таких пленок), не некогерентный коллимированный источник. В качестве альтернативы, я думаю, вместо выпуклостей можно также использовать замедлитель схватывания, состоящий из беспорядочно ориентированных молекул жидкого кристалла в полимерной матрице.

Спасибо.

Лист белой бумаги прекрасно разрушит пространственную связность. Никакого особого соуса придумывать не нужно. Это, конечно, не сильно повлияет на спектр и, следовательно, на временную когерентность луча.
Как вы думаете, почему коллимированное некогерентное излучение безопасно для глаз? Кроме того, как вы думаете, почему луч не будет расходиться, если пройти через что-то вроде решетки? Насколько я знаю, существенным фактором безопасности для глаз является грубая подаваемая мощность.
Все зависит от того, какую согласованность вы хотите разрушить. Несколько лет назад для экспериментов по импульсному лазерному плавлению мы использовали стержни из плавленого кварца, суженные и изогнутые под углом 90 градусов, чтобы уменьшить/устранить боковую пространственную когерентность и получить более однородное пятно. Он отлично работал, пока вы не слишком сильно увеличили мощность, не образовали кристаллический SiO2 и не взорвали стержень. Однако эта установка мало что сделала для уменьшения пространственной когерентности по длине лазерного импульса (как и этот подход).

Ответы (2)

Нельзя ли использовать замедляющую пленку случайно меняющейся толщины для преобразования когерентного лазерного луча в некогерентный лазерный луч...?

Если пленка не меняется (во времени), вы вообще не меняете свойства когерентности луча. Вы можете думать о том, чтобы положить что-то на пути, как поставить очень плохую линзу (возможно, без оптической силы) на пути луча. Если вы выберете любые две точки (либо в разных точках пространства, если вы имеете в виду пространственную когерентность , либо в двух точках во времени, если вы имеете в виду временную когерентность ) и возьмете свет из этих двух точек и объедините их, вы все равно увидите интерференцию. Единственное, что вы изменили, это фаза полос (что означает, что полосы могут сместиться, но вы не изменили видимость и , следовательно, когерентность полос).

Теперь, если бы вы могли создавать случайные фазы, которые постоянно изменялись бы быстрее, чем ваш "детектор" "измерял" свет (например, если вы думали о безопасности глаз, то это могло бы означать, что изменение происходит достаточно быстро, чтобы один когерентный "момент" был слишком быстрым для ваш глаз отреагирует и/или повредится), тогда ваш детектор усреднит изменения, и вы фактически получите частично когерентный или некогерентный свет.

На самом деле это делается в экспериментах. Например, есть эксперименты, в которых лазер светит сквозь вращающуюся пластину из матового стекла [ссылка 1], или вы можете быстро (и точно) изменять фазы поперек луча на пространственном модуляторе света [ссылка 2] (обратите внимание, что они используют массив микрозеркал или DMD, подобные тем, которые используются в проекторах, поскольку обычные ЖК-дисплеи обычно недостаточно быстры для этого).

  1. А. Гатти и соавт. «Когерентное изображение с псевдотепловым некогерентным светом». Журнал современной оптики, 53 (2006). doi: 10.1080/09500340500147240 arXiv: quant-ph/0504082

  2. Б. Роденбург и соавт. «Экспериментальная генерация оптического поля с произвольными свойствами пространственной когерентности». JOSA B 31 (2014). doi: 10.1364/JOSAB.31.000A51 архив: 1312.6878

...могу ли я использовать замедляющую пленку случайно меняющейся толщины для преобразования когерентного лазерного луча в некогерентный лазерный луч для повышения безопасности глаз?

Точно нет. Разрушительное действие луча на глаз зависит от трех факторов:

  1. Энергия, доставляемая на сетчатку, и периоды времени, в течение которых она доставляется, количественно определяются концепцией максимально допустимой экспозиции ISO60825 ;
  2. Спектральный состав: некоторые длины волн достаточно короткие, чтобы вызвать фотохимическое повреждение: Максимально допустимые пределы воздействия в ISO60825 зависят от длины волны;
  3. Косвенно, в некоторых случаях, можно ли увидеть луч и, следовательно, может ли зритель таким образом прикрыть глаза посредством мигательного рефлекса. Это является основанием для лазеров классов 2 и 3R: мимолетный просмотр первого, прерванного нормальным мигательным рефлексом, считается безопасным согласно ISO60825, а тот же самый проблеск луча 3R имеет значительно сниженный риск.

Когерентность не имеет прямого отношения к опасности светового луча для глаз. Действительно, стандарт лазерной безопасности ISO60825-2014 не делает различий между когерентными и некогерентными источниками . Вы оцениваете безопасность светодиода точно так же, как и лазера. Оговорка к этому утверждению: если вы добавите аберрацию или некогерентность к лучу так, как вы предлагаете, вы измените его поведение расходимости/схождения и, таким образом, вы измените плотность мощности, достигающую сетчатки в определенных ситуациях. Таким образом, некоторые свойства когерентности косвенно влияют на расчет номинальной зоны опасной оптической опасности и номинального опасного оптического расстояния от источников.

Более того, чтобы имитировать некогерентный свет, как в ответе Punk Physicist , вам нужно точно ответить, для чего вы имитируете некогерентность. Чтобы быть педантичным, действительно частично когерентный луч — это классическая смесь чистых фотонных состояний, как я описываю в своем ответе здесь . Таким образом, единственный способ получить действительно некогерентный свет из когерентного света — это рандомизировать фазу / поляризацию каждого фотона, заставив его каким-то образом взаимодействовать с действительно случайным процессом: например, с термальной системой или радиоактивным источником.

Методы декогерентизации света в ответе Punk Physicist производят только псевдодекогерентный свет, который имеет такое же отношение к действительно некогерентному / частично когерентному источнику, как псевдослучайная числовая последовательность, созданная детерминистическим числовым алгоритмом, и действительно случайная последовательность, созданная например, квантовая система. Тем не менее, это полезно для многих приложений, точно так же, как очень полезны псевдослучайные последовательности.

Извините, но я думаю, что некоторые из этих пунктов неточны: 1 оптическое повреждение (особенно в отношении биологических систем) очень сложное со многими физическими механизмами, многие из которых явно зависят от свойств когерентности (некоторые обсуждения здесь: en.wikipedia.org/ wiki/Laser_safety). 2 Вы правы (и не просто педантично), когда говорите, что непоследовательность = классическая смесь. Однако классически вещи детерминированы, поэтому «случайное» относится к субъективному невежеству, а не к чему-то фундаментальному в случайной вещи. Таким образом, различие между псевдо и «настоящим» бессвязным на самом деле не существует и является ложным различием.
@Punk_Physicist Свойства когерентности влияют на дозу света, как я уже сказал. ISO-60825 предельно ясен в этом вопросе и делает свои предписания с точки зрения понятия максимально допустимого воздействия , которое состоит из трех компонентов: интенсивность, время воздействия и длина волны. Все соображения когерентности в его процедурах касаются расчета влияния когерентности на MPE, как показано на вики-странице. «случайное» относится к субъективному невежеству — это одна из многих интерпретаций, поэтому будьте осторожны, рассматривая «случайное» как простое понятие. Вы ...
... видели, например, такие обсуждения ? Полезность псевдослучайного света будет зависеть от приложения и от всех его подробных корреляционных функций всех порядков.
Декогеренция когерентного пучка.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v