Модуляция лазерного луча

[realeugene]

Serg53 в сообщении #1652482 писал(а):

Например, так. Фотон движется в прозрачной, твёрдой среде со скоростью c/n. А среда может резко расширяться или сжиматься вдоль движения фотона или поперёк. Как это может повлиять на фотон?

А каким образом замедляется скорость одиночного фотона в стекле в рамках квантовой электродинамики вы, значит, уже понимаете, раз задаёте вопрос про быстро расширяющуюся среду? Я, например, кроме общих фраз про переизлучение каждым атомом ничего про это не знаю. Так что могу предположить, что нужно взять движущуюся среду и посчитать то же самое переизлучение по всем возможным траекториям, как и в неподвижном случае. Попытаться посчитать. Вдруг получится?

Зачем вы пытаетесь залезть так глубоко и сложно? Чтобы сложность создавала ауру таинственности? Для макроскопического числа фотонов в линейном случае прекрасно работают классические уравнения Максвелла. Считайте эффекты через них.

[wrest]

Serg53 в сообщении #1652482 писал(а):

Фотон движется в прозрачной, твёрдой среде со скоростью c/n. А среда может резко расширяться или сжиматься вдоль движения фотона или поперёк. Как это может повлиять на фотон?

Ну он может отражаться, замедляться, поглащаться. Но так, чтобы что-то изменило его энергию... Как-то трудно представить. Ну вот кроме двигающихся зеркал.

Понимаете, вот фотоны летят к нам от далёких звезд, и энергия фотонов меняется (спектры излучения смещаются). Но летят они миллиарды световых лет, и кроме доплера (и сходных эффектов) ничего с ними не случается (поглощение ещё, но поглощенные до нас не долетают).

[realeugene]

wrest в сообщении #1652489 писал(а):

Ну вот кроме двигающихся зеркал.

Чем двигающиеся зеркала отличаются от всего остального движущегося? Пока ничего не движется, система стационарна, и можно только породить гармоники при нелинейности среды.

Но и вы тоже не забывайте, что "один фотон" может сложным образом раскладываться по Фурье-базису как в пространстве, так и во времени. И монохроматичен он только примерно. Это не мешает ему быть одним фотоном.

[Cos(x-pi/2)]

В УФН:

https://ufn.ru/ru/articles/1978/1/b/
"Дифракция света на звуке в твердых телах"
(стр. 74 - квантовая теория дифракции света на звуке, стр. 81 - о сдвиге частоты дифрагированного света, стр. 96 - об акустооптических модуляторах света).

Заодно, вот ещё статьи в УФН о модуляторах света:

https://ufn.ru/ru/articles/2021/7/d/
"Широкополосные интегрально-оптические модуляторы: достижения и перспективы развития".

https://ufn.ru/ru/articles/2021/8/d/
"Соотношение неопределённости для модулированных широкополосных лазерных импульсов".

Из последней статьи вот ссылка [13] (там речь идёт о том, как "Fourier synthesis methods are used to generate nearly arbitrarily shaped ultrafast optical wave forms according to user specification", т.е. - о спектральном синтезе ультракоротких лазерных импульсов почти произвольной формы):

Review of Scientific Instruments 71, 1929 (2000)
"Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators".
doi: 10.1063/1.1150614

[wrest]

realeugene в сообщении #1652490 писал(а):

Чем двигающиеся зеркала отличаются от всего остального движущегося?

Да ничем принципиально не отличаются, ну речь-то идёт о каком-то компактном (литры-гектолитры объемом) устройстве, которое модулирует красный лазер по частоте...

[realeugene]

wrest в сообщении #1652495 писал(а):

realeugene в сообщении #1652490 писал(а):

Чем двигающиеся зеркала отличаются от всего остального движущегося?

Да ничем принципиально не отличаются, ну речь-то идёт о каком-то компактном (литры-гектолитры объемом) устройстве, которое модулирует красный лазер по частоте...

По зеркальной поверхности CD диска пробегают риски, и они модулируют отраженный лазерный луч, в том числе, по частоте.

[wrest]

realeugene в сообщении #1652500 писал(а):

По зеркальной поверхности CD диска пробегают риски, и они модулируют отраженный лазерный луч

Это амплитудная модуляция, и эффект групповой. Меняется коэффициент отражения. Соответственно отдельные фотоны или в основном отражаются в приемник или нет. Энергия каждого фотона или не меняется или он поглощается (или летит мимо приемника, но с неизменной энергией).

[realeugene]

wrest в сообщении #1652502 писал(а):

эффект групповой

Нет, отражение линейно, хоть и нестационарно. Одиночный фотон будет размазываться по частоте точно так же.

[wrest]

realeugene в сообщении #1652504 писал(а):

Нет, отражение линейно, хоть и нестационарно. Одиночный фотон будет размазываться по частоте точно так же.

Я не понимаю о чем вы пишете. В cd дисководе в качестве приемника используется рабоче-крестьянский фотодиод. Есть свет -- одно сопротивление, нет - другое. Какое ещё размазывание по частоте?

[realeugene]

wrest в сообщении #1652506 писал(а):

realeugene в сообщении #1652504 писал(а):

Нет, отражение линейно, хоть и нестационарно. Одиночный фотон будет размазываться по частоте точно так же.

Я не понимаю о чем вы пишете. В cd дисководе в качестве приемника используется рабоче-крестьянский фотодиод. Есть свет -- одно сопротивление, нет - другое. Какое ещё размазывание по частоте?

Модуляция монохроматической волны невозможна без размазывания по частоте. Если волновой фронт меняется во времени, значит, волна немонохроматична.

[Serg53]

realeugene в сообщении #1652490 писал(а):

сложным образом раскладываться по Фурье-базису как в пространстве, так и во времени

В источниках информации утверждается, что для модуляции лазерного луча могут использоваться некоторые твёрдые прозрачные кристаллы, обладающие сегнетоэлектрическими свойствами. При воздействии на них электрическим полем, происходит пропорциональное изменение показателя преломления среды (эффект Поккельса). Предположим, луч падает нормально к поверхности, не преломляется, проходит насквозь. Будет ли модуляция, и если будет, то какого вида?
-
-
-

Cos(x-pi/2) в сообщении #1652491 писал(а):

Review of Scientific Instruments 71, 1929 (2000)
"Femtosecond pulse shaping using spatial light modulators".

Ну и сколько за фемтосекунду успевает сформироваться фотонов?

[realeugene]

Serg53 в сообщении #1652564 писал(а):

Ну и сколько за фемтосекунду успевает сформироваться фотонов?

Вы это можете посчитать самостоятельно.

[Serg53]

Подсчитал в уме, получилось минимум две штуки, но не знаю насколько это соответствует реальности.
-
-
-

wrest в сообщении #1652506 писал(а):

Какое ещё размазывание по частоте?

"Размазывание по частоте" возникает при всех видах модуляции. Вопрос в аппаратной их реализации. Амплитудную модуляцию (АМ) излучения лазерного светодиода можно осуществить модуляцией питающего тока. Частотная модуляция (ЧМ) пока под вопросом. Приёмником АМ сигнала может быть фотодиод или фототранзистор. А какой должна быть схема приёма ЧМ лазерного луча?

[realeugene]

Serg53 в сообщении #1652620 писал(а):

А какой должна быть схема приёма ЧМ лазерного луча?

Посмотрите конструкцию лазерных гироскопов.

-- 01.09.2024, 14:44 --

Serg53 в сообщении #1652620 писал(а):

Подсчитал в уме, получилось минимум две штуки, но не знаю насколько это соответствует реальности.

Сильно занизили. Считайте не в уме.

[wrest]

Serg53 в сообщении #1652620 писал(а):

А какой должна быть схема приёма ЧМ лазерного луча?

Не представляю. В dwdm используют несколько частот, каждая модулируется амплитудно. Принимается каждая раздельно.