Eigen RadarBilim
Analiz

Uzay ve zaman birlikte yayılınca ışık girdapları biçimini korudu

Araştırmacılar, lazer darbelerinin uzayda yayılmasıyla sürelerinin değişimini eşleyerek odak çevresindeki girdap biçimini korudu. Zamansal odaklama uygulandığında darbe odaktan uzaklaşırken genişleyip uzasa da halka yapısı bozulmadı. Tek bir hakemli laboratuvar çalışmasına dayanan bulgu, kuramsal hesaplar, girişim ölçümleri ve silisyum aşındırma deneyleriyle sınandı. Sonuç, incelenen odak bölgesindeki ışık yapısının denetimine ilişkin.

Bilim··Öğle
Delikli optik masa üzerinde, büyük bir mercek ile ayarlı bir platformdaki küçük yansıtıcı numune; arkada başka mercek yuvaları görünüyor.

Darbe genişlerken halka biçimi korundu

Bir lazer darbesi, yapısı hem konuma hem zamana bağlı bir girdap taşıyabiliyor. Araştırmacılar, tek bir hakemli laboratuvar çalışmasında darbenin uzaydaki genişlemesiyle süresinin uzamasını eşleyerek odak çevresindeki halka biçimini korudu. Geleneksel odaklama düzenlerinde bu iki değişim farklı ölçeklerde gerçekleşebildiği için girdabın biçimi odaktan uzaklaştıkça bozulabiliyordu.[1]

Farklı frekans bileşenleri odakta zaman bakımından üst üste getirilerek darbe kısaltıldı. Darbe odaktan uzaklaştığında genişliğiyle birlikte süresi de arttı. Böylece darbenin boyutu değişirken göreli biçimi ve faz yapısı korundu. Araştırmacılar, odak çevresindeki yayılma ölçeklerini tanımlayan uzaysal ve zamansal Rayleigh aralıklarını eşledi.[1]

İki deney ışık alanını farklı koşullarda sınadı

Sayısal açıklığın düşük olduğu düzende girişim ölçümleri, ışığın uzay-zaman alanını yeniden oluşturdu. Sayısal açıklık, odaklama geometrisini tanımlayan bir ölçü. Yüksek açıklık koşullarında ise femtosaniyelik darbeler silisyumu aşındırdı ve oluşan izler mikroskopla incelendi. Kuramsal hesaplar ve benzetimler de bu deneylerle karşılaştırıldı. İki ölçüm, farklı çalışma koşullarını sınadı.[1]

Optik ayarlar açısal momentumun yönünü değiştirdi

Ekip, uzaysal dağılımı, merceğin odak uzaklığını ve giriş demetinin boyutunu değiştirerek girdapların yörüngesel açısal momentumunun yönünü de ayarladı. Gösterilen biçim kararlılığı, incelenen odak bölgeleriyle sınırlı; kırınımı ortadan kaldırmıyor. Daha geniş frekans aralığı taşıyan darbelerde ek faz düzeltmesi gerekiyor. Deneylerde sanayi ölçeğindeki işleme verimi ölçülmedi.[1]

Kaynakça

  1. Haber kaynağıNature CommunicationsZamansal odaklama, ışık girdaplarının biçimini korudu↩1↩2↩3↩4