Физики получили интерференционную картину, зависящую от углового спектра
Интерференция — явление не только красивое, но и очень полезное.
Интерференция помогает измерить малые смещения и всяческие неровности поверхности, а также изменения коэффициента преломления. Широко используется интерферометр Майкельсона, с помощью которого можно легко наблюдать равные по наклону и равные по толщине интерференционные полосы света. В истории науки он крайне известен и хорошо себя зарекомендовал — он использовался во многих известных физических экспериментах, от эксперимента Майкельсона-Мори до обнаружения гравитационных волн.
Фотоны в интерферометре генерируются спонтанным параметрическим преобразованием в нелинейном кристалле второго порядка — фотон накачки, обладающий большей энергией, расщепляется на пару фотонов с меньшей энергией (с определенной вероятностью). В наблюдаемом процессе фотоны имеют большой угол расходимости, и частота фотонов меняется с увеличением угла расходимости. С этим частотно-угловым спектром фотонов связана наблюдаемая интерференция.
Разные по частоте фотоны, излучаемые из кристалла, имеют разные углы расходимости. Каждый угол расходимости соответствует уникальной комбинации частот — именно поэтому фотоны с разными частотами имеют разные разности фаз между двумя параллельными пластинами, и в итоге приводят к образованию ярких или темных кольцеобразных полос. Ученые называют такую интерференцию углово-зависимой.
Углово-зависимая интерференция похожа на обычные полосы равного наклона, а именно обе представляют из себя кольцеобразные полосы, а разность фаз, вызывающая появление ярких или темных колец, зависит от угла — однако количество кольцеобразных полос растет быстрее (скажем, в γ раз — этот показатель нам еще пригодится).
Преимущество такой интерференции заключается в том, что при использовании интерферометра для измерения малых смещений или изменений показателя преломления, чувствительность может вырасти в γ раз.
Работа опубликована в журнале Light Science & Application.
