Модификация интерферометра Маха-Цандера

[freeneutron]

Скажите, есть ли в интерферометре, изображенном на схеме:



принципиальные отличия от интерферометра Маха-Цандера, запрещающие первому перераспределять интенсивности фотонов на детекторах $D1$ и $D2$?

Данная схема получена путем сдвига зеркала $M1$ в классическом интерферометре Маха-Цандера и работает аналогично:
Фотон с узконаправленной волновой функцией $\psi$ рождается в источнике фотонов $S$. Затем, $\psi$ преобразуется в линейную комбинацию $\psi_1$, $\psi_2$ на полупрозрачном зеркале $M3$:
$\psi\to\dfrac{1}{\sqrt{2}}\left\lvert\psi_1\right\rangle+\dfrac{1}{\sqrt{2}}\left\lvert\psi_2\right\rangle$
Затем, $\psi_1$ преобразуется в линейную комбинацию $\psi_{11}$, $\psi_{12}$, а $\psi_2$ преобразуется в линейную комбинацию $\psi_{21}$, $\psi_{22}$ на полупрозрачном зеркале $M4$:
$\psi_1\to\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{11}\right\rangle+\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{12}\right\rangle$
$\psi_2\to\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{21}\right\rangle+\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{22}\right\rangle$
Затем прозрачные элементы: $P1$, $P2$ изменяют фазу $\psi_{11}$, $\psi_{12}$ соответственно таким образом, что разность фаз $\psi_{11}$ и $\psi_{21}$ оказывается равной $0$, а разность фаз $\psi_{12}$ и $\psi_{22}$ оказывается равной $\pi$
Затем, система фокусировки $L1$ преобразует комбинацию $\psi_{11}$ и $\psi_{21}$ в $\psi'_{1}$, а система фокусировки $L2$ преобразует комбинацию $\psi_{12}$ и $\psi_{22}$ в $\psi'_{2}$
$\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{11}\right\rangle+\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{21}\right\rangle\to\psi'_1$
$\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{12}\right\rangle+\dfrac{1}{\sqrt{4}}\left\lvert\psi_{22}\right\rangle\to\psi'_2$
В итоге исходная волновая функция будет преобразована данным интерферометром аналогично интерферометру Маха-Цандера:
$\psi\to1\left\lvert\psi'_1\right\rangle+0\left\lvert\psi'_2\right\rangle$
Результирующие интенсивности на детекторах:

$D1$: $1$
$D2$: $0$

Хочу подчеркнуть, что данный результат справедлив лишь при отсутствии принципиальных отличий между предложенной схемой и интерферометром Маха-Цандера.

[Xey]

Совместить лучи можно на амплитудном светоделителе, на основе границы раздела двух диэлектриков или на основе пленки металла. Они обсуждались в соседней теме, там же отмечалось, что пространственный светоделитель для этого не годится.

Pavia в сообщении #1148710 писал(а):

А) Возьмём не цельную плёнку метала, а решетку. Тогда закон сохранения выполняется. В виду того что прошедшая и отраженные волны в поперечнике будут иметь разные координаты. Физически они не складываются.

[freeneutron]

Xey в сообщении #1149181 писал(а):

Совместить лучи можно на амплитудном светоделителе, на основе границы раздела двух диэлектриков или на основе пленки металла. Они обсуждались в соседней теме, там же отмечалось, что пространственный светоделитель для этого не годится.

Pavia в сообщении #1148710 писал(а):

А) Возьмём не цельную плёнку метала, а решетку. Тогда закон сохранения выполняется. В виду того что прошедшая и отраженные волны в поперечнике будут иметь разные координаты. Физически они не складываются.

Точно не годится? Что служит для этого основанием?

[Gleb1964]

freeneutron в сообщении #1149167 писал(а):

Скажите, есть ли в интерферометре, изображенном на схеме:

принципиальные отличия от интерферометра Маха-Цандера, запрещающие первому перераспределять интенсивности фотонов на детекторах $D1$ и $D2$?

Неправильно нарисована схема сведения пучков на линзах $L2$, $L2$ - так, как это нарисовано, невозможно осуществить в данной схеме.
Поясню - можно свести два пучка по одному и тому же пути на:
а) светоделителе
б) пучки разных длин волн можно свести на диспергирующем элементе
в) пучки разных поляризаций можно свести на двоякопреломляющем элементе
В данной схеме подходит только а) светоделитель. Иначе в фокусе линзы, там где пучки сходятся, у вас просто набор интерференционных полос как при двухщелевой конфигурации, а дальше пучки расходятся в стороны, а не идут по одному пути.