Parece que si la longitud de coherencia de un láser es lo suficientemente grande, es posible observar un movimiento de interferencia de la imagen mediante la combinación de ellos. Es esto cierto? ¿Con qué rapidez foto-detectores de ser para la observación de la interferencia de los haces de luz de dos de la "mejor disposición" láseres? ¿Cuál es la longitud de coherencia de la mejor disponible láser? Más específicamente, ¿existe alguna óptico (de una sola longitud de onda) láser con longitud de coherencia que excedan de 500 metros?
Respuestas
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Este papel parece pertinente a su pregunta. Si estoy leyendo el resumen correctamente, las respuestas a tus preguntas son:
P: parece que si la longitud de coherencia de un láser es lo suficientemente grande, es posible observar un movimiento de interferencia de la imagen mediante la combinación de ellos. Es esto cierto?
R: Sí
Q: ¿qué tan rápido debe de foto-detectores de ser para la observación de la interferencia de los haces de luz de dos de la "mejor disposición" láseres?
R: de 1 milisegundo o más rápido
P: ¿Cuál es la longitud de coherencia de la mejor disponible láser?
R: Más de 300 km
P: Más específicamente, ¿existe alguna óptico (de una sola longitud de onda) láser con longitud de coherencia que excedan de 500 metros?
R: Sí
El resumen en el papel:
Franjas de interferencia producido por un par de intracavitario estabilizado diodo láser de vigas, cada que inciden por separado en una abertura de una doble rendija, se registran en un lineal de dispositivo de carga acoplada matriz. El peculiar resultado del experimento es que la franja se encuentra el sistema de persistir por un tiempo del orden de 1 ms y pierde el contraste de tiempos de integración más largos. Esto implica que el individuo anchuras de línea de las dos vigas de la estabilizado láseres son más estrechas que las de 1 kHz y que el promedio de los índices de desplazamiento de los picos centrales son mucho menos de 0.1 MHz/seg. El dispositivo fue construido en el pregrado avanzado laboratorio de electrónica del departamento de física y representa una considerable mejora respecto a la anterior demostración aparatos utilizados para detectar las franjas de interferencia de independiente láser.
Una interesante 1986 revisión de la interferencia de fuentes independientes:
"La interferencia entre independiente fotones", Apo. Mod. Phys. 58, 209-231 (1986)
Jorge Castro
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184
Los detectores tan rápido como 50 GHz puede ser fácilmente comprado (si usted tiene el dinero :P). Esto significa que si la diferencia en la frecuencia de los láseres es menor de 50 GHz o longitud de onda de la diferencia es menor de 60 pm, a continuación, puede detectar la paliza el uso de estos detectores. Esta diferencia de longitud de onda se puede lograr (lo siento pero yo no estoy en el estado de ánimo de encontrar un documentos de presentación de informes, dijo el logro), usted puede incluso la fase de bloqueo de los láseres (pero luego no los llamaría independiente más)
La coherencia de la longitud de 500 m significa coherente tiempo de $t=500/c = 1.7 \mu s$, lo que significa un ancho de banda de $\Delta\nu = 600 kHz$, lo cual puede lograrse mediante externa de la cavidad del láser de diodo.
Mikeage
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personalmente yo trabajo con dos láser pulsado de origen y me las arreglé para usar uno como maestro y el otro como esclavista succeding de esta manera a tener un perfecto sincronization en la longitud de onda, fase y frecuencia de pulso.. nunca he tratado de ver la interferencia de camino entre ellos (yo uso solo para microscopía propósito), pero como Tobias estaba diciendo, no veo por qué no debería funcionar siempre como un estable sincronyzation se mantiene.
Yo realmente no sé acerca de los 500 m de longitud de coherencia..
Ryan Olson
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Estoy asumiendo que a partir de la redacción de la pregunta que le gustaría ver un espacio en el patrón de interferencia-- brillante y franjas oscuras-algo que no en el dominio del tiempo. Como se señaló anteriormente, usted puede fácilmente vencer a dos independientes de los láseres juntos y obtener una señal de pulsos a la diferencia entre los dos. También se puede hacer un recuento de coincidencias experimentos con fotones deriva de dos tipos de láser y demostrar que interfieren el uno con el otro ... creo que es el "Hong-Ou-Mandel" experimento, pero yo podría tener el nombre equivocado.
Si lo que quieres es ver a un patrón de franjas de interferencia en el espacio, se necesita un detector que es rápido y sensible a la posición, como el patrón de interferencia que se mueven rápidamente en el tiempo. Usted tendría que tomar una "instantánea" del patrón en algún instante, antes de que sea tiempo de cambiar de posición y lavar los flecos de un tiempo anterior. Así que, ¿qué tipo de velocidad estamos hablando?
Así, el patrón entre los láseres sería constante durante un tiempo en el orden del tiempo de coherencia de los láseres. Una buena regla del pulgar para encontrar el tiempo de coherencia para una bastante ordinario láser es que la longitud de coherencia del láser, que es aproximadamente igual a la longitud de la cavidad. Un típico gas láser de la clase podría fácilmente encontrar en los estantes de su local departamento de física del almacén tiene una cavidad que es de aproximadamente un pie de largo, lo que significa un tiempo de coherencia del tiempo requerido para que la luz viaje de un pie, que es uno de los nanosegundos.
Así pues, usted quiere ser capaz de recoger el patrón en menos de un nanosegundo, lo que significa que su detector debe ser capaz de manejar las tasas de recuento de al menos un gigahercio. Que no es demasiado difícil de manejar, puedes recuperar fotodiodos con un ancho de banda de 50-60 ghz con bastante facilidad. Para ver un patrón espacial, sin embargo, usted realmente desea una matriz lineal de estos, al menos, y una cámara CCD, sería aún mejor. Usted también necesita ser capaz de recoger múltiples fotones en ese lapso, con el fin de ser capaz de ver el patrón, por lo que claramente se puede resolver la diferencia entre brillante y franjas oscuras-yo diría que usted probablemente querrá al menos 100 fotones/píxel en las franjas brillantes para ser capaz de obtener decente franja de contraste. Esto es factible con bastante básico láseres-- algunos milivatios en el rojo de la gama de longitudes de onda es de unos 10^15 fotones/s, o alrededor de 10^6 fotones/ns, por lo que pueden propagarse de que fuera más de un par de miles de píxeles y de seguridad. Y, por supuesto, usted necesita un bajo nivel de oscuridad "cuenta" en el detector, por lo que se puede determinar fácilmente la diferencia entre un lugar luminoso, con 100 fotones y un lugar oscuro con ninguno.
Eso es bastante difícil conjunto de detector de requisitos. Desea, esencialmente, un detector CCD con un solo fotón de sensibilidad y un ancho de banda de 100 GHz. No creo que usted va a encontrar que por ahí. Incluso el ayuno detectores CCD de personas usan para el monitoreo en tiempo real de BEC experimentos y el como tener un marco de tiempo de lectura de una milésima de segundo o así que, y esos no son de un solo fotón sensible. Solo detectores de fotones, tienden a ser único fotodiodos de avalancha, que son fácilmente dañados por los fotones de las tasas de recuento de un par de decenas de khz. Usted podría ser capaz de construir un detector con estas características, pero sería un problema extremadamente difícil, y no algo que valía la pena hacer sólo para ver espacial patrón de interferencia entre dos independientes de los láseres.
Si usted puede golpear el coherente tiempo de los láseres, por un factor de 1000 (que no es una tarea trivial) a continuación, se vuelve un poco más fácil de hacer, pero es muy difícil-- usted está buscando un CCD con un marco de tiempo de lectura de un microsegundo o menos, capaz de manejar el recuento de fotones en el megahercios gama. Que es todavía un problema muy difícil.
La que es probablemente la razón por la que no se ha hecho, al menos no que yo sepa.
EDIT: El más cercano es el tipo de lo que estamos hablando es de la Pfleegor-Mandel experimento, que utiliza una técnica estadística para demostrar que hubo espacial flecos en el patrón de interferencia de dos haces de láser. Es un largo camino a partir de una observación directa del patrón, sin embargo.
