Foton elektroning kvantidir magnit maydon. Elektron fotonlarni faqat tezlanish bilan harakatlanayotganda chiqaradi.

Savol 1:

Ya'ni, o'tkazgichda oqim o'tganda, bu elektron tezlanish bilan harakat qilishini anglatadimi yoki yo'qmi ???

Men jarayonni tushunaman ...
Elektron atomda bo'lib, fotonlarni atom yadrosi bilan proton bilan almashtiradi va darhol ularni o'zlashtiradi.
Elektron atomdan ajralib, bir yo'nalishda harakatlana boshlaganida, u fotonlarni chiqaradi.

Nega???
Men kitoblarni ko'rib chiqdim va aniq javob topa olmadim, lekin mail.ru ga duch keldim, u erda bitta fizik har bir elektron foton paltosida kiyingan deb javob berdi. Va elektron harakatlana boshlaganda, bu foton qatlami elektrondan uchib ketadi va shunga mos ravishda bo'ron kabi buriladi.

Elektron spinga ega bo'lganligi sababli, elektron bir yo'nalishda harakat qilganda fotonlar avval bir yo'nalishda, so'ngra elektron teskari yo'nalishda harakat qilganda boshqa yo'nalishda aylanadi.

Ya'ni, to'g'ri: biz tadqiqotchida bo'lganimizda ham D.C., u holda elektronning tezlanish bilan harakatlanishi ham hisoblanadi.

Bu elektromagnit maydon. Demak, fotonlarni elektronlar chiqaradi???

Radiatsiya bilan, bizga elektr maydonini nima beradi, u qanday funktsiyani bajaradi.

Magnit bilan u aniq, agar bo'lmasa, bo'lishi mumkin emas elektr maydoni. Elektr maydoni shunchaki zaryadlangan zarralarning yo'naltirilgan harakatini hosil qilganligi sababli.

Va qabul qiluvchi antenna uchun faqat fotonlar muhimmi?

Fotonlar aylanadigan pancake ichida qabul qiluvchi antennaga uchadi. Qabul qiluvchi antennada elektronlarning orbitallari o'zaro ta'sir qilish uchun bir qatorga kiradi va teskari yo'nalishda harakat qila boshlaydi, fotonlarni kelganlarga qarab chiqaradi.

Vaqtlar keladi induksion oqimlar, shuning uchun qarama-qarshi magnit maydon mavjud.
Demak, fotonlar ham tomon uchishi kerak.
Bu erda ularning bir-biri bilan o'zaro ta'siri haqida savol tug'ildi.

Elektron ichida nima borligini kim o'ylaydi?

Men adabiyotni belkurak bilan aylanib o‘tishga va bularning barchasini bir oz anglab olishga harakat qilaman.

Mana asosiy xaotik fikrlar:
1. Elektron b-emirilishda tug'ilishi mumkin (bu radioaktiv parchalanishning bir turi)

2. Elektron yerga biroz o'xshaydi. (uning magnit qutblari ham bor)
Darvoqe, shimoliy qutb shimoliy qutb, janubiy qutb janub deb o‘yladim.
Ular maktabda bu haqda qisqacha gapirishdi, lekin o'sha paytda hech qanday ahamiyat bermadilar.

Shimoliy qutb jismoniy Janubiy qutbdir. Ya'ni magnit chiziqlar Yerning yuqori qismiga kiradi
Janubiy qutb jismoniy Shimoliy qutbdir. Yer ostidan chiqadigan magnit chiziqlar

Yer yadro atrofida ham aylanadi va agar siz Yerning yoniga universal magnit qo'ysangiz (balki qora magnit ham magnit xususiyatga ega bo'lishi mumkinmi?), u holda Yer ham mantiqan fotonlarni chiqarishi kerak. (foton palto, ya'ni)

Buning sababi bor - erning ularni chiqaradigan yadrosi bor.

3. Elektron qandaydir energiyaga ega, chunki u foton qoplamasi bilan qoplangan.

Xulosa: bu shuni anglatadiki, elektron juda kuchli yadroga ega bo'lishi kerak, unda xuddi shu fotonlarni hosil qilish shaklida so'nmagan reaktsiyalar sodir bo'ladi.
Balki bema'nilikdir, lekin protonning bir bo'lagi hali ham bordir? Shunchaki, proton yadroda - u ko'proq ijobiy bo'lib chiqadi, keyin esa elektron ko'proq manfiy bo'ladi.

Oldindan rahmat!

© Zvezdin A.K.

Tupoqlangan fotonlarning kvant mexanikasi

Optik mikro bo'shliqlar, to'lqin o'tkazgichlar, fotonik kristallar

A.K.Zvezdin

Anatoliy Konstantinovich Zvezdin, Fizika-matematika fanlari doktori, prof., Ch. ilmiy hamkor A.M.Proxorov RAS nomidagi Umumiy fizika institutining nazariy bo‘limi.

Haqida gapirganda kvant mexanikasi, birinchi navbatda, elektron bilan bog'liq assotsiatsiyalar paydo bo'ladi: "to'lqin-zarracha" dualizmi, Shredinger tenglamasi, atomlardagi elektron energiya darajasini kvantlash va boshqalar. Foton (elektromagnit maydonning kvanti) fonda bo'lgani kabi. Albatta, bu elementar zarra kontseptual nuqtai nazardan juda muhim, ammo kvant mexanikasida u asosan nurlanish va moddaning o'zaro ta'siri o'rganiladigan masalalarda oraliq vosita sifatida qaraladi.

Elektronning holati o'zboshimchalik bilan bog'langan (masalan, atomda) va erkin bo'lishi mumkin va elektronga ta'sir qiluvchi tashqi maydonlar bilan belgilanadi. U, aniqrog'i, elektronning to'lqin funktsiyasi Shredinger tenglamasi yordamida hisoblab chiqiladi, bu elektronning energiya spektrini (uning energiyasining impulsga bog'liqligini) topishga imkon beradi.

Elektrondan farqli o'laroq, foton odatda energiya E = ћ bo'lgan erkin zarracha hisoblanadi w va impuls p = ћk, bu erda w- chastota, k - to'lqin vektori (|k| = k = 2 p/l, qayerda l- to'lqin uzunligi), ћ - Plank doimiysi. Erkin fotonning energiya spektri uzluksiz (erkin elektronga nisbatan) va elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi qonuni bilan tavsiflanadi.

c = w k. (bir)

Agar foton sindirish ko'rsatkichi n bo'lgan shaffof moddada bo'lsa, u holda (1) formuladagi yorug'lik tezligi c o'rniga uni almashtirish kerak. u = c/n. Elektron va fotonning xatti-harakati va tavsifidagi farq elektronning mavjudligi bilan izohlanadi elektr zaryadi, shuning uchun uning holatiga ta'sir qilish oson elektromagnit o'zaro ta'sir. Bunday rasmdagi foton tashqi ta'sirlar bilan boshqarilmaydigan va boshqarilmaydigan narsa sifatida taqdim etiladi.

Fotonni qanday lokalizatsiya qilish mumkin?

Biroq, XX asr oxirida. fotonlar bilan vaziyat o'zgardi. Yangi optik materiallar, tuzilmalar va qurilmalar yaratildi, ularda fotonlarning harakati erkin emas, balki atomlar, molekulalar va kristallardagi elektronlarning harakatiga o'xshaydi. Eng oddiy bunday struktura optik mikrorezonatordir; devorlari ma'lum bir chastota diapazonida yuqori aks ettirish koeffitsientiga ega bo'lgan bo'shliq. Shubhasiz, fotonning harakati bo'shliqning ichki hajmi bilan cheklangan. Ingliz adabiyotida kvant zarrasining bu xususiyati "qamoqqa olish" so'zi bilan belgilanadi, ya'ni. "yopiq makonda qamoqqa olish" yoki qisqacha - "asirlik". Shuning uchun, mikrorezonatorga o'ralgan fotonni tutqun yoki mahalliylashtirilgan* deb atash tabiiydir. Bog'langan elektronda bo'lgani kabi, ushlangan fotonning energiya spektri diskret bo'ladi.

* Kosmosda lokalizatsiya qilingan fotonlar muammosi uzoq vaqtdan beri klassikani egallab kelgan. Aytilishicha, Borning o'limidan oldin kechqurun Karlsberg saroyidagi kabinetidagi doskaga chizgan so'nggi rasmi (1962 yil 18-noyabrdan keyin) Eynshteyn foton qutisining chizmasi bo'lib, u ulardan biri bilan bevosita bog'liq edi. Borning Eynshteyn bilan suhbatidagi asosiy masalalar.

Mikrorezonatornikiga yaqin xossalar, masalan, yuqori sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lgan shaffof materialdan tashkil topgan va pastroq sinishi ko'rsatkichiga ega bo'lgan muhit bilan o'ralgan plyonka yoki ipdir. Optik tolalar ushbu printsipga asoslanadi. Shunga qaramay, elektronga o'xshatib aytishimiz mumkinki, yuqori sinishi indeksiga ega bo'lgan muhit elektrondagi potentsial quduq kabi fotonga ta'sir qiladi, ya'ni. uni kosmosning tegishli hududida saqlaydi.

Yana murakkab holat yangi sun'iy optik materiallarda - fotonik kristallarda amalga oshiriladi. Bu atama 1987 yilda E. Yablonovich tomonidan fotonik kristallda harakatlanuvchi fotonning energiya spektri haqiqiy kristalldagi, masalan, yarim o‘tkazgichdagi elektronning spektriga o‘xshashligini ta’kidlab, ilmiy foydalanishga kiritilgan. Deyarli bir vaqtning o'zida shunga o'xshash natijalar S. Jonning ishida nashr etilgan.

1-rasm. Sinishi indeksining koordinataga (a) bog'liqligi va fotonik kristallar tuzilishining sxematik ko'rinishi (b):
bir o'lchovli (1D), ikki o'lchovli (2D) va uch o'lchovli (3D).

Fotonik kristall fazoda bir jinsli bo'lmagan struktura bo'lib, davriy funksiya n(x, y, z) bilan tavsiflanadi, bu erda n - materialning sindirish ko'rsatkichi (1a-rasm). Umuman olganda, rasm kristalldagi elektronning potentsial relyefiga o'xshaydi. Bu erda tarmoqli bo'shlig'i ham hosil bo'ladi - fotonning erkin tarqalishi taqiqlangan ma'lum bir chastota diapazoni. Fotonik kristall-yarimo'tkazgich o'xshashligi yangi optik materiallar va qurilmalarni loyihalash va yaratish uchun juda samarali bo'lib, bu optoelektronika va optika imkoniyatlarini sezilarli darajada kengaytirdi. axborot texnologiyalari. Adolat uchun shuni ta'kidlash kerakki, hali 1972 yilda umumiy fizika institutidan rus fizigi V. Bykov bunday davriy ommaviy axborot vositalari bilan bog'liq bir qator muhim natijalarni e'lon qilgan. Ko‘rinib turibdiki, uning va boshqa mualliflarning bu mavzudagi ishlari hali vaziyat pishmagan va tadqiqotchilar e’tibori o‘sha davrda dolzarbroq bo‘lgan boshqa yo‘nalishlarga qaratilayotgan paytda juda erta qilingan. Bundan tashqari, diqqatga sazovor "fotonik kristal" atamasi [ , ] tomonidan boshlangan bumda muhim rol o'ynadi. Yana bir mashhur frantsuz matematigi A. Puankare yangi so‘z o‘ylab topishning o‘zi kifoya va bu so‘z yaratuvchiga aylanadi, deb ta’kidlagan.

Rag'batlantirilgan qiziqish va amaliy ehtiyojlar: yorug'lik jozibador, chunki u juda katta axborot oqimlarini olib yurishi mumkin. Shunday qilib, optik tolali kabelning chastota diapazoni (~ 10 12 Hz) bir xil diametrli elektr o'tkazgichning chastota diapazonidan yuqori bo'lgan ko'plab buyurtmalardir. Yana bir qiziqarli istiqbol - turli yorug'lik manbalarining samaradorligini oshirish uchun fotonik kristallar yoki optik mikrokavitlarda joylashgan atomlar va molekulalarning o'z-o'zidan va induktsiyalangan emissiyasining intensivligini nazorat qilish: cho'g'lanma lampalardan lazergacha.

Uni issiq emas, balki porloq qiling

Ma'lumki, elektron E n va Em m energiya darajalari orasidan o'tganda, foton yutiladi yoki chiqariladi. Bunday jarayonning ehtimolligi, masalan, fotonning o'z-o'zidan chiqishi jarayoni, foton holatlarining zichligiga proportsionaldir g( w) chastotada w= = (E n – E m )/ ћ. Taxminan aytganda, g( w) gacha chastotaga ega bo'lgan fotonlar soni w oldin w + Dw, bu hajm birligiga (1 sm 3) "joylashtirish" mumkin. Erkin fotonlar uchun zichlik g(w) faqat chastotaga bog'liq bo'ladi (2-rasm).

g( w) = w 2 / (p 2 c 3). (2)

2-rasm. Erkin foton (1) va 3D mikrorezonatorda lokalizatsiya qilingan foton (2) holatlarining zichligi.

U, xususan, T haroratgacha qizdirilgan jismning nurlanish intensivligini aniqlaydi (masalan, cho'g'lanma lampalar): intensivlik I( w) foton energiyasining mahsuloti ћ w, u uchun mumkin bo'lgan joylar soni g( w) va bu joylarni to'ldirishning mos keladigan ehtimoli. Ikkinchisi Plank funktsiyasi bilan berilganligini hisobga olsak, biz termal nurlanish (akkor lampalar va boshqalar) asosida ko'rinadigan yorug'lik manbalarining juda past intensivligini olamiz. 3-rasm shuni ko'rsatadiki, hatto eng issiqqa chidamli volfram filamentlaridan (T ~ 2000 ° C) foydalanilganda ham asosiy qism termal nurlanish infraqizil diapazonga tushadi va faqat kichik bir qismi (~5%) ko'rinadigan diapazonga tushadi. Akkor lampalar asosan atrofdagi makonni isitadi va porlamaydi. Optik mikrorezonatorlar va fotonik kristallar yordamida yorug'lik chiqishi va issiqlik manbalarining samaradorligini oshirish mumkin. G'oyaning mohiyati nimada?

Guruch. 3. Radiatsiya intensivligi spektri I( w).
Soyali maydon umumiy taqsimotning bir qismini ko'rsatadi,
ko'rinadigan diapazonda.

Agar biz foton holatlarining zichligini qayta taqsimlay olsak g( w) shunday qilib, u spektrning ko'rinadigan hududida maksimal va IQ diapazonida ancha kichikroq (ideal holda, u 0 ga aylanadi), keyin yorug'lik chiqishi, ya'ni. nurlanishning yorug'lik energiyasining umumiy energiyaga nisbati sezilarli darajada oshadi. Fotonik kristallar va mikrorezonatorlarning geometrik va fizik parametrlarini nazorat qilish buni amalga oshirish imkonini beradi.

Eng oddiy tekis optik mikrokavitlarda z o'qi bo'ylab fotonning tarqalishi metall nometall (4a-rasm) yoki Bragg oynalari deb ataladigan (4b-rasm) bilan cheklangan. Ikkinchisi o'zgaruvchan yupqa dielektrik qatlamlar tizimi bo'lib, shunday tuzilganki, ketma-ket tushayotgan va aks ettirilgan nurlarning aralashuvi tufayli yorug'likning ko'zgular orqali o'tishi butunlay o'chadi. Asosiy va yordamchi qatlamlar sifatida, masalan, Ga 1-x Al x As har xil x qiymatlari bo'lgan yarimo'tkazgichlar ishlatiladi; ularni qo'llash va bir-biri bilan muvofiqlashtirish texnologiyasi yaqinda yaxshi ishlab chiqilgan. 1D mikro bo'shliqlar mavjud - fotonning tarqalishi uchun bitta taqiqlangan yo'nalish mavjud bo'lgan plyonkalar, 2D mikrokavitalar - fotonlarning ikki yo'nalishda erkin tarqalishi taqiqlangan optik tolalar va foton to'liq ushlab turilgan 3D mikro bo'shliqlar (1-rasm). 1b). Ikkinchi holda, foton energiya darajalari diskret bo'ladi.

Guruch. to'rtta. Planar mikrorezonatorlar:
oyna devorlari bilan (a); Bragg oynalari bilan (b).

3D mikrorezonator to'liq aks ettiruvchi devorlarga ega parallelepiped shakliga ega bo'lsin, shunda undagi fotonlarning xos chastotalari bo'ladi.

w 2p,s,k = p 2 c 2 /n 2 (p 2 /a 2 +s 2 /b 2 + k 2 /c 2), (3)

Bu erda p, s, k - butun sonlar. Mikrorezonatordagi foton energiya darajalari E 2 p,s,k = = ћ sifatida aniqlanadi. w 2p,s,k. Bu yerdagi holatlarning foton zichligi nuqtalarda joylashgan tor cho'qqilar to'plamidir w 2 p,s,k (2-rasm). a, b, c, n (shuningdek, p, s, k) qiymatlarini tanlab, biz zichlikni g ( w) spektrning kerakli hududida katta (yoki aksincha, deyarli nolga teng). Bu fakt birinchi marta 1947 yilda amerikalik fizik E.Pursel tomonidan e'lon qilingan va Purcell effekti deb ataladi. Uzoq vaqt davomida foton spektrini va o'z-o'zidan o'tish ehtimolini boshqarishning bunday imkoniyati nazariy bashorat bo'lib qoldi. DA o'tgan yillar Purcell effekti ishonchli tarzda eksperimental tarzda tasdiqlangan.

Biz rezervasyon qilishimiz kerak: yorug'likning to'liq aks etishi barcha radiatsiya devorlarda aks etishini anglatmaydi. Darhaqiqat, sindirish ko'rsatkichi n 1 bo'lgan optik zich muhitdan n 2 (n 2) sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lgan optik jihatdan kamroq zichroq muhit bilan chegaraga tushadigan foton yoki yorug'lik nuri.< n 1 ) под углом, бhaqida Brewster burchagidan kattaroqdir q B \u003d arcsin n 2 / n 1, umumiy ichki aks ettirishni boshdan kechiradi. Biroq, Maksvell tenglamalarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, bu holda optik jihatdan kamroq zich muhitda uzatiladigan to'lqin o'rniga sirt bo'ylab lateral yoki yon to'lqin deb ataladigan to'lqin tarqaladi, uning amplitudasi eksp(-) sifatida pasayadi. a z), bu erda z - chegaradan normal masofa, a- susaytirish parametri. Va agar n = n 1 bo'lgan boshqa optik zich muhit media interfeysi ustiga qo'yilsa, lateral to'lqin unga kirib boradi va asl muhitda tushgan to'lqin bilan bir xil to'lqin vektoriga ega bo'lgan erkin tarqaladigan to'lqinga aylanadi.

Guruch. 5. Tunnel qurishning sxematik tasviri
potentsial to'siq orqali elektron (a)
va kamaytirilgan sindirish ko'rsatkichi (b) bo'lgan muhit orqali foton.

Ushbu taniqli optik effekt odatda kvant tunnel effekti nuqtai nazaridan talqin qilinadi. Aytishlaricha, foton bir potentsial quduqdan ikkinchisiga elektron bilan bir xil tarzda bir muhitdan ikkinchisiga tunnel o'tadi. Bu erda, yuqorida ta'kidlanganidek, optik zich muhit fotonlar uchun potentsial quduqlarning analoglari bo'lib xizmat qiladi va optik jihatdan kamroq zich muhit ular orasidagi to'siqning analogi bo'lib xizmat qiladi (5-rasm). Fotonlarning tunnel effekti turli optik kanallar orasidagi optik aloqani ta'minlash uchun integral optikada keng qo'llaniladi*.

* Aslida hammasi teskarisi bo'ldi. Birinchidan, optikada "tunnel effekti" kashf qilindi va o'rganildi. Bu yutuq akademik L.I.Mandelstamga tegishli. Keyinchalik (1927) u va uning shogirdi bo'lajak akademik M.A. Leontovich olingan natijani elektronlarga kengaytirdilar. "Tunnel effekti" atamasi keyinchalik paydo bo'ldi.

Fotonik kristall ichida

Masalaning sifat tomoniga oydinlik kiritish, xuddi fizikada bo'lgani kabi qattiq tana, optik mikrokavitlarning bir o'lchovli zanjirini ko'rib chiqaylik, ular orasidagi masofa d ga va qo'shni mikrokavitalar markazlari orasidagi masofa a ga teng.

E 1 va E 2 ruxsat etilgan rezonator darajalari oilasiga tegishli ikkita diskret daraja bo'lsin. Shuningdek, rezonatordagi fotonlar eng yaqin qo'shni (chap va o'ng) rezonatorlarga tunnel o'tishi mumkin deb taxmin qilamiz. Bu E 1 va E 2 darajalariga qanday ta'sir qiladi? Qattiq jismlar fizikasida javob yaxshi ma'lum: diskret energiya darajalari E 1 va E 2 ruxsat etilgan chiziqlarga aylanadi, ularning kengligi tunnel ehtimoli amplitudasining ortishi bilan ortadi (6-rasm).

Guruch. 6. Energiya hosil bo'lishi diskret darajadagi chiziqlarga ruxsat berdi w 1 va w 2 - tunnel o'tishlari tufayli.

Agar foton energiyasi ruxsat etilgan zonada bo'lsa, foton mikrorezonatorlar zanjiri bo'ylab erkin tarqaladi, garchi fotonning chastotasi va to'lqin uzunligiga tegishli dispersiya qonuni, umuman olganda, erkin fotonnikidan tubdan farq qiladi. Tarmoqli bo'shliqning ko'rinishi optika uchun juda g'ayrioddiy bo'lib, uning mavjudligi ma'lum chastota diapazonida fotonlar zanjir bo'ylab erkin tarqala olmasligini anglatadi. Yuqoridagi mulohazalar tabiiy ravishda ikki va uch o'lchovli tuzilmalarni umumlashtiradi. Shuni ta'kidlash kerakki, mikrorezonatorlar orasidagi masofalar etarlicha kichik bo'lishi kerak va bo'shliqlar oralig'ini to'ldiruvchi muhitning sinishi ko'rsatkichi ham kichik bo'lishi kerak, shunda taqiqlangan chastota diapazonining fotonlari unda topilmaydi.

Guruch. 7. Fotonik kristallning foton holatlarining zichligi.
w 1 max va w oralig'idagi maydon 2 min band bo'shlig'iga to'g'ri keladi, va w d - kristall nuqsoni
(quyidagi 10-rasmga qarang).

7-rasmda foton holatlarining zichligi sxematik ko'rsatilgan g( w) ko'rib chiqilayotgan model uchun. Zonaning kengligi kattaroq bo'lsa, n 1 / n 2 nisbati qanchalik katta. Strukturaning davrini va n 1 va n 2 qiymatlarini shunday tanlash mumkinki, tarmoqli bo'shlig'i IQ diapazonida va ko'rinadigan mintaqada foton zichligi cho'qqisi bo'ladi. davlatlar. Bunday fotonik kristall termal yorug'lik manbai uchun ideal material bo'ladi. Bu borada ayniqsa qiziqarli metall fotonik kristall - metalldan yasalgan davriy tuzilma yuqori harorat eritish (masalan, volfram), shaffof dielektrik muhitga yoki havoga botiriladi. Shunga o'xshash tizim yaqinda FIAT tadqiqot markazining bir guruh italyan va rus tadqiqotchilari va Sandia laboratoriyasining amerikalik olimlari tomonidan mustaqil ravishda taklif qilindi. Amerikalik olimlarning hisob-kitoblariga ko'ra, volfram fotonik kristalidan foydalanish akkor chiroqning samaradorligini 5 dan 60% gacha oshirishi mumkin. Bu energiya va yorug'lik xarajatlarini sezilarli darajada tejashga olib keladi va qo'shimcha ravishda foydasiz isitish tufayli ekologik yukni kamaytiradi. muhit. Bundan tashqari, boshqarish orqali spontan emissiya atomlar va molekulalar, optoelektronik manbalar va lazerlarning parametrlarini yaxshilash mumkin. Biz Sandia tadqiqotchilari tomonidan kashf etilgan qiziqarli eksperimental faktni ham ta'kidlaymiz: fotonik kristall tushayotgan infraqizil nurlanishni ko'rinadigan yorug'likka aylantiradi, bu quyosh batareyalarining samaradorligini oshirish uchun juda foydali. Nihoyat, fotonik kristall keng polosali yorug'lik filtri sifatida ishlatilishi mumkin (8-rasm).

Fotonik kristallning tarmoqli oralig'i kontseptsiyasida qandaydir nozikliklar mavjud - bu muhokamada markaziy. Yuqorida aytib o'tilganidek, fotonik kristallarning uch turi mavjud - 1D, 2D va 3D kristallar. Fotonlar uchun umumiy tarmoqli oralig'i faqat uch o'lchovli fotonik kristallarda mavjud. "To'liq" so'zi to'lqin vektorlarining o'zboshimchalik bilan yo'nalishlari uchun tarmoqli bo'shlig'ining amalga oshirilishini anglatadi, ya'ni. ixtiyoriy yo'nalishda tarqaladigan fotonlar uchun (9a-rasm). Ikki o'lchovli va bir o'lchovli fotonik kristallarda tarmoqli bo'shlig'i faqat ma'lum bir qattiq burchakda tarqaladigan fotonlar uchun mavjud bo'lib, birinchisida ancha keng, ikkinchisida esa ancha kichik (9b-rasm). Bunday zonalarning "past" tabiatiga qaramay, ular ilovalar uchun ham qiziqish uyg'otadi, chunki ular juda ko'p xarakterli xususiyatlar to'liq tarmoqli bo'shlig'i.

Guruch. 9.Nuqtali manbadan yorug'lik tarqalish jarayonlarining sxematik tasviri,
to'liq (a) va qisman (b) tarmoqli bo'shliqlari bo'lgan fotonik kristallda joylashgan.

Ma'lumki, bo'sh joylar, begona atomlar va dislokatsiyalar kabi kristallardagi nuqsonlar tarmoqli bo'shlig'ida ruxsat etilgan darajalarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. Shunga o'xshash darajalar elektronlarning mahalliylashtirilgan holatlariga mos keladi. Xuddi shunday holat fotonik kristallarda ham sodir bo'ladi. Bo'sh ish o'rinlari ham nuqsonlar sifatida harakat qilishi mumkin; panjaradagi bo'sh elementlar yoki boshqa sinishi indeksiga ega bo'lgan material bilan to'ldirilgan elementlar. Ushbu turdagi nuqsonlar nuqta nuqsonlari deb ataladi, lekin aslida ular fotonlarni ushlay oladigan yoki mahalliylashtiradigan mikrokavitalar yoki mikrokavitlar bo'lib, samarali nuqtali yorug'lik manbalarini yaratish uchun katta qiziqish uyg'otadi, xususan, past avlod ostonasi bo'lgan lazerlar. Chiziqli nuqsonlar ham mavjud, ular, masalan, fotonik kristall ichidagi filamentli bo'shliqlardir. Nuqta nuqsonlaridan farqli o'laroq, chiziqli nuqsonlar yorug'likni o'z-o'zidan o'tkazishi mumkin (10-rasm). Aslida, ular optik to'lqin o'tkazgichlardir: ular kuchli egilgan bo'lsa ham, bunday nuqsonlar bo'ladi ideal o'tkazgichlar fotonlar - ular yorug'likni yo'qotmasdan "boshlaydilar"! Ular optik aloqa texnologiyasiga juda katta e'tibor berishlari ajablanarli emas.

Guruch. o'n. 2D fotonik kristallar. Yorug'lik yo'naltiruvchi kanallar va optik tolalar.

Yarimo'tkazgichlardagi elektronlar va kristallardagi fotonlarning kvant harakati o'rtasidagi o'xshashlik qat'iy matematik asosga ega: oddiy o'zgarishlardan so'ng Maksvell tenglamalari elektron to'lqinlar funktsiyasi uchun Shredinger tenglamasiga rasmiy ravishda o'xshash shaklda ifodalanishi mumkin. Yablonovich e'tiborni tortgan ana shu o'xshashlik fotonik kristallar fizikasini rivojlantirishda ko'plab g'oyalar manbai bo'ldi. Bundan tashqari, fotonik kristallardagi jarayonlar kristalldagi elektronlar uchun tegishli muammolarga qaraganda ancha yuqori ishonchlilik darajasi bilan kompyuter hisob-kitoblariga mos kelishi ma'lum bo'ldi. Bu fotonlar va elektronlar o'rtasidagi asosiy farqlardan biri bilan bog'liq - elektronlar o'zaro fotonlarga qaraganda ancha kuchliroq o'zaro ta'sirga ega. Shu sababli, "elektron" muammolar ko'p elektronli effektlarni hisobga olishni talab qiladi, bu esa muammoning hajmini sezilarli darajada oshiradi, bu ko'pincha etarli darajada boshqarilmaydigan yaqinlashuvlardan foydalanishga majbur qiladi, fotonikada esa bu qiyinchilik deyarli yo'q.

Fotonik kristallar qanday hosil bo'ladi

Ko'rinadigan to'lqin uzunligi diapazoni uchun fotonik kristallarni ishlab chiqarish (11-rasm) juda qiyin muammo, chunki bunday kristallning panjara konstantasi yorug'lik to'lqin uzunligi bilan taqqoslanishi kerak, ya'ni. submikron mintaqasida yotadi. Submikron mintaqasi hozir planar texnologiyaga asoslangan mikroelektronika tomonidan faol o'rganilmoqda, ammo bu erda biz submikron davriga ega allaqachon uch o'lchovli davriy tuzilmalarni yaratish haqida gapiramiz. Eslatib o'tamiz, bu uzunlik inson sochining diametridan 100 baravar kamroq. Hozirgi vaqtda fotonik kristallarni ishlab chiqarishning ikkita usuli mavjud. Birinchisi, ba'zan qisqacha "yuqoridan pastga" deb ataladi, yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalarni ishlab chiqarish uchun mikroelektronikada keng qo'llaniladigan litografiyaga asoslangan. Juda qimmat uskunalarni talab qiladigan, lekin ayni paytda juda to'g'ri va moslashuvchan bo'lgan bu murakkab usul printsipial jihatdan o'zboshimchalik bilan tuzilmalarni yaratishga imkon beradi va, albatta, istiqbolli. Yaqinda bu yerda ajoyib natijalarga erishildi. Bularga yuqorida aytib o'tilgan metall (volfram) fotonik kristallari 8 dan 20 mkm gacha bo'lgan juda keng umumiy tarmoqli bo'shlig'iga ega. 3D fotonik kristallning davri 4,2 mkm, elementlarning qalinligi 1,2 mkm edi. To'g'ridan-to'g'ri qo'shni bo'lgan tarmoqli bo'shlig'i bilan fotonik kristal yaratish uchun ko'rinadigan diapazon, nanometrli hududga borish kerak.

Guruch. o'n bir. 3D fotonik kristallarning tipik tuzilmalari.

Kichik zarrachalarning kolloid eritmasining o'z-o'zidan kristallanishiga asoslangan va o'z-o'zini yig'ish deb ataladigan yana bir "pastdan yuqoriga" yo'l fotonik kristallarni ishlab chiqarishning tez va nisbatan sodda usulini ta'minlaydi. O'z-o'zini yig'ish usuli asosan dielektrik fotonik kristallarni yaratish uchun ishlatiladi. Misol uchun, birinchi bosqichda polimer yoki kvarts (SiO 2) mikrosferalaridan o'z-o'zini yig'ish yo'li bilan kolloid eritmadan uch o'lchovli davriy struktura o'stiriladi, keyinchalik u belgilangan parametrlarga ega davriy optik muhitni ishlab chiqarish uchun matritsa sifatida ishlatiladi. . Keyingi bosqichlarda matritsaning bo'shliqlari yuqori sinishi indeksiga ega bo'lgan material bilan to'ldiriladi, shundan so'ng mikrosferalar kimyoviy qirqish orqali chiqariladi, bu muammoni hal qiladi.

Usulning kamchiliklari olingan davriy tuzilmalarning (matritsalarning) kichik turlarini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, tarmoqli bo'shlig'ini "buzadigan" tasodifiy nuqsonlardan xalos bo'lish juda qiyin, ammo tarmoqlini kerakli tarzda o'zgartiradigan sun'iy strukturaviy nuqsonlarni yaratish oson emas. Biroq, so'nggi yillarda Ya.Vlasov va uning IBMdagi hamkasblari bu to'siqlarni engib o'tish mumkinligini isbotladilar. Ular kremniy yuzasida katta (taxminan 1 sm hajmda) va juda mukammal fotonik kristallar o'sib, ulardagi tarmoqli bo'shliq mavjudligini aniq ko'rsatib berdi. Bundan tashqari, olimlar ularda sun'iy nuqsonlarni shakllantirishni o'rgandilar. Bularning barchasi, shuningdek, fotonik kristallarning mikroelektronikaning asosiy materiali bo'lgan kremniy yuzasida o'stirilishi juda daldalidir. Bundan tashqari, tabiat allaqachon bu yo'nalishda ishlagan.

Yaqinda Sankt-Peterburg va Minsk fiziklari fotonik kristallar va tabiiy mineral - opalning xossalarida (xulq-atvorida) qiziqarli va chuqur o'xshashliklarni topdilar, u ham muntazam davriy tuzilishga ega bo'lmasa-da, zich joylashgan kvarts sferik zarralaridan iborat. . Opallar uzoq vaqtdan beri fotonik kristalda bo'lgani kabi, yorug'likning kvarts sferalarining tuzilishiga diffraktsiyasidan kelib chiqadigan ranglarning yoqimli o'yinlari bilan mashhur.

Sidney universitetining avstraliyalik olimlari fotonik kristallar tirik dunyoda, ya'ni nisbatan chuqurlikda yashovchi dengiz qurtida mavjudligini aniqladilar. dengiz suvlari. Dengiz qurti yorqin nurli rangga ega ignalarning "mo'ynasi" bilan qoplangan, u yorug'likning tushish burchagi va kuzatish burchagiga qarab porlaydi va o'ynaydi (12-rasm, a, b, c).

Guruch. 12. dengiz qurti Afrodita jinsi(a), uning nurli ignalari (b, c)
va skanerlovchi elektron mikroskopdagi ignaning kesma tasviri (d).

Skanerli elektron mikroskop yordamida olib borilgan tadqiqotlar ignalarda 2D davriy strukturaning mavjudligini aniqladi (12d-rasm), ehtimol to'liq bo'lmagan tarmoqli bo'shlig'i bilan. Bu erda, xuddi opalda bo'lgani kabi, rang o'yini ma'lum bo'yoqlarda yutilish va aks ettirish koeffitsientlarining tarqalishi bilan emas, balki murakkab mikro tuzilmadagi yorug'likning diffraktsiyasi bilan belgilanadi.

Ba'zi kapalaklar (masalan. morfo-retenor, Janubiy Amerika) qanotlarning iridescent ranglanishi, shuningdek, ularning qanotlari tarozilarining mikro tuzilishiga yorug'likning tarqalishi bilan bog'liq (13-rasm).

Guruch. 13. Kelebek Morfo-retenor va qanotining tanlangan qismining tafsilotlari.

Bu kashfiyotlar Marsel va Amsterdamlik tadqiqotchilarni matolarning yangi turlarini ishlab chiqishga ilhomlantirdi, ularning rangi nafaqat ma'lum pigmentlar, balki maxsus ishlab chiqilgan mikro tuzilma tomonidan ham yaratilgan; ular shuningdek, avtomobil sanoati muhandislarini jalb qiladilar. optik effektlar, 2D fotonik kristallarga xos bo'lgan, shuningdek, Kerouan (Tunis) dan mohir hunarmand ayollar tomonidan tayyorlangan ipak gilamlarning aks ettirish spektrlarida izlash mumkin. Ulardagi tugunlarning zichligi taxminan 106 m-2 ni tashkil qiladi va yorug'lik tushish burchagi o'zgarganda ularning rangi quyoshda yorqin va g'alati tarzda porlaydi. Bu erda, shubhasiz, masala nafaqat pigmentda, balki yorug'lik diffraksiyasida ham.

Ammo fotonika muammolariga qaytish. Agar biz ma'lumotni qayta ishlashni va uni fotonlar yordamida uzatmoqchi bo'lsak, xuddi elektronlar biz uchun qilgani kabi, biz qandaydir tarzda fotonlarni boshqarishni o'rganishimiz kerak. Garchi ular elektr zaryadiga ega bo'lmasa-da, lekin polarizatsiya mavjudligi, ya'ni. ularning elektromagnit maydonining yo'nalishi muvaffaqiyatga umid beradi.

Polarizatsiyani nazorat qilish yo'li

Kvant mexanik nuqtai nazardan yorug'likning qutblanishi tushunchasi fotonda spinning mavjudligi bilan bog'liq. Nol tinch massaga ega bo'lgan zarralar sifatida fotonlar fotonning impulsi bo'ylab yo'naltirilgan moment qiymatlari ± ± bo'lgan ikkita holatda bo'lishi mumkin; bunday fotonlar dumaloq polarizatsiyaga ega: chap (kvant soni

m = +1) yoki o'ng (m = -1). Elliptik qutblangan fotonlar m = ±1 bo'lgan holatlardan iborat bo'lgan holatda; chiziqli qutblanish uchun bu holatlarning superpozitsiyasi shunday bo'ladiki, impulsning impuls yo'nalishiga o'rtacha proyeksiyasi nolga teng.

Demak, foton ikki darajali tizimdir, ya'ni. S q = 1/2 kvazi-spin bilan tavsiflangan tizim, uning fazodagi yo'nalishi qutb bilan belgilanadi ( a) va azimutal ( b) burchaklar. Boshqacha qilib aytganda, qutblanish holatlari to'plami burchaklar tomonidan berilgan yo'nalishlar to'plamiga noyob tarzda joylashtirilgan. a va b, yoki, ekvivalenti, optikada Puankare sferasi deb ataladigan ba'zi sferaga tegishli nuqtalar to'plamiga va kvant fizikasi- Bloch shar.

Erkin foton uchun m = +1 va m = = –1 holatlari bir xil energiyaga (chastotalarga) ega. Kvant mexanikasida bu holat degeneratsiya deb ataladi. Degeneratsiyani to'lqin vektori bo'ylab yo'naltirilgan tashqi magnit maydon yordamida olib tashlash mumkin (foton sinishi indeksi n bo'lgan muhitda tarqaladi deb taxmin qilinadi): maydonda m = ±1 bo'lgan komponentlar turli tezliklarda tarqaladi:

u ± = (c/n)(1 ± Q). (to'rt)

Natijada, magnit maydonda muhitning dumaloq ikki sinishi (girotropiya) sodir bo'ladi. Magnit bo'lmagan muhitdagi magnit maydonga mutanosib Q magnit-optik parametr ~10 –6 -10 –4 odatiy qiymatga ega. Magnit materiallarda Q parametri maydon bo'lmagan taqdirda ham nolga teng emas va 10-3 -10-1 qiymatlariga etadi.

Bunday holda, taniqli Faraday effekti eksperimental ravishda kuzatiladi; magnit maydon bo'ylab muhitda tarqalayotgan chiziqli qutblangan yorug'likning qutblanish tekisligining aylanishi. Uning aylanish burchagi (Faraday burchagi) ga teng

q F = ( w/c) nQL = 2 p LQ/ l, (5)

bu erda L - namuna uzunligi, l= c/ w n - muhitdagi fotonning to'lqin uzunligi. Erkin foton magnit maydonda shunday tutadi.

Faraday effekti eng ko'plaridan biridir samarali usullar foton xususiyatlarini boshqarish. U allaqachon lazer texnologiyasi, informatika va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Tupoqlangan fotonlar holatida u qanday namoyon bo'ladi?

Magnit maydonda tutilgan fotonning harakati yuqorida tavsiflanganidan sezilarli darajada farq qiladi. Avvalo shuni ta'kidlaymizki, fotonning harakatini cheklovchi geometrik ramka mavjudligi o'z-o'zidan, qoida tariqasida, fotonning m = ± 1 holatlarining degeneratsiyasini yo'q qiladi. Masalan, sindirish ko'rsatkichi n bo'lgan shaffof materialdan tashkil topgan yupqa plyonkada fotonning tarqalishini ko'rib chiqaylik. Bunday holda, m = ±1 bo'lgan holatlar mavjud bo'ladigan tarzda bo'linadi

ikki xil polarizatsiyalangan rejimlar TE va TM, ularning tarqalish tezligi har xil - u TE va u TM . Birinchi rejimda elektr maydoni foton harakati yo'nalishiga perpendikulyar, ikkinchisida esa magnit maydon yo'naltiriladi. Bunday to'lqin o'tkazgichdagi elektromagnit maydon ikkita yaqin TE va TM rejimlarining superpozitsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin.

Erkin fotonga kelsak, to'lqin yo'nalishi bo'ylab yo'naltirilgan magnit maydon (yoki shaffof magnit materialning magnitlanish vektori) rejimlar orasidagi o'tishni keltirib chiqaradi. Например, если на “вход” прозрачного диэлектрического волновода поступает TE-мода, то из-за гиротропии, наведенной магнитным полем, она постепенно (по мере распространения) переходит в TM-моду (но обычно не полностью), затем обратно в TE-моду va hokazo. Faraday effekti kino to'lqin qo'llanmasida shunday amalga oshiriladi. Konvertatsiya samaradorligi tabiiy ravishda yorug'lik yutilish koeffitsienti va TE va TM rejimlarining bo'linishi bilan cheklangan, ya'ni. u TE va uu TM o'rtasidagi farq. Bo'linish qiymati qanchalik katta bo'lsa, rejimni o'zgartirish samaradorligi shunchalik past bo'ladi, ya'ni. yorug'likning qutblanish tekisligining burilish burchagining natijaviy qiymati qanchalik kichik bo'lsa.

Faraday effektining shunga o'xshash mexanizmi - TEY TM rejimlarini konvertatsiya qilish - ikki o'lchovli fotonik kristallarda amalga oshiriladi. To'lqin o'tkazgichlarda bo'lgani kabi, Faraday effektining maksimal kattaligiga (yoki yorug'likni boshqarishning maksimal samaradorligiga) erishish uchun TE va TM rejimlariga mos kelish kerak, ya'ni. ularning faza tezligini bir-biriga yaqinlashtiradi.

Fotonik kristallarda Faraday effektini kuchaytirish uchun yana bir qiziqarli imkoniyat paydo bo'ladi. Biz ko'rsatganimizdek, buning uchun ruxsat etilgan va taqiqlangan zonalar orasidagi chegarada "ishlash" kerak, bu erda tarqaladigan to'lqinlar keskin sekinlashadi, bu to'lqin-kristalning ko'payishi tufayli tegishli effektlarning kuchayishiga olib keladi. o'zaro ta'sir vaqti.

Kvant mexanik analogiyasi

To'lqin yo'riqnomasida foton harakatining ko'rib chiqilgan rasmi va kvant mexanikasining ikki darajali tizimi o'rtasidagi juda yaqin o'xshashlikka e'tibor qaratiladi. Ikki darajali tizimning muhim xarakteristikasi kvazi-spin S q (yoki Blox vektori). Sq dinamikasi oddiy tenglama bilan aniqlanadi: ¶ sq / ¶ t = , (6)

Bu erda A ef - kvant tizimiga ta'sir qiluvchi samarali maydon. (6) tenglama S kv vektorning Blox yuzasi bo'ylab harakatini tavsiflaydi. To'lqin o'tkazgich yoki davriy muhitdagi fotonni tavsiflovchi kvazi-spin tenglamasi (6) ga o'xshaydi, lekin vaqt o'rniga foton tarqalish yo'li bo'ylab koordinatadan foydalanish kerak:

¶ sq / ¶ x =, (7)

Bu erda F eff - foton spiniga ta'sir qiluvchi samarali maydon. Farqi shundaki, kvant elektronikasi bog'liq bo'lgan maydonlardan foydalanadi

vaqtida, fotonikda esa fazoviy koordinatalarda. Ushbu kvant-mexanik "spin" analogiyasi fotonik kristallarning yaratilishiga olib kelgan Yablonovich analogiyasi bilan bir vaqtning o'zida qayd etilgan va tasdiqlangan. Nutatsiya, p-puls, Xan echo va boshqalar kabi ikki darajali tizimlar uchun yaxshi ma'lum bo'lgan kvant effektlari fotonik kristallar kabi maxsus yaratilgan fazoviy tuzilmalarda tarqaladigan foton uchun fazoviy analoglarga ega bo'lishini kutish mantiqan to'g'ri. Haqiqatan ham shundaymi?

Tenglama (7) magnit to'lqin o'tkazgichlarda rejimni o'zgartirishning maksimal samaradorligiga erishish kalitini beradi, xuddi kvant elektronikasida bo'lgani kabi, p-puls deb ataladigan narsadan foydalangan holda, shunga o'xshash muammo - ikki darajali tizimning populyatsiya inversiyasi hal qilinadi. Keling, to'lqin o'tkazgichda mavjud bo'lgan magnit maydonning garmonik modulyatsiyasini ko'rib chiqaylik (magnit materialda bunday modulyatsiya undagi doimiy magnitostatik to'lqinni qo'zg'atish orqali yaratilishi mumkin). Modulyatsiya to'lqin uzunligi bo'lsa a va TE va TM to'lqinlarining to'lqin vektorlari orasidagi farq D k izchil, shuning uchun a D k = 2 p, keyin Bloch vektorining shar bo'ylab aylanishi (14-rasm) deyarli meridian bo'ylab sodir bo'ladi va rejimni o'zgartirish darajasi (yoki Faraday aylanish burchagi) to'lqinning tarqalish to'lqin uzunligiga chiziqli bog'liq. To'liq konvertatsiya qilish uchun, masalan, TE® TM yoki aksincha, S kv vektori shimoliy qutbdan janubga yoki aksincha yo'nalishini o'zgartiradigan uzunlik etarli, ya'ni. ga teng S kv orientatsiya burchagida p. Amalda, odatda, magnitlanishning o'zgaruvchan yo'nalishi bo'lgan to'lqin o'tkazgichlari qo'llaniladi (15-rasm), ular shimol va magnit o'rtasidagi Sq ni qayta yo'naltirishga erishish uchun tanlanishi mumkin. janubiy qutblar sharlar (14-rasm), ya'ni. 100% konvertatsiya rejimi bilan.

Guruch. o'n to'rt. Magnitlanish yo'nalishidagi o'zgaruvchan o'zgarishlar bilan to'lqin o'tkazgichlarda rejimni o'zgartirish jarayonining Puankare sferasidagi rasm. Nuqtali chiziq magnitlanishning harmonik taqsimoti uchun Bloch vektorining traektoriyasini ko'rsatadi.

Spin echoning analogi ham mavjud. Amerikalik fizik Bu hodisani kashf etish sharafiga muyassar bo‘lgan E.Xon uning obrazli izohini berdi. Stadionda t = 0 vaqtida yuguruvchilar qatori boshlansin va keyin har bir kishi o'z, lekin doimiy tezlik bilan yugursin. Biroz vaqt o'tgach, tezlikdagi farq tufayli chiziq yugurish yo'lakchasi bo'ylab parchalanadi. Agar o'sha paytda t yuguruvchilar orqaga burilib, orqaga yugurishlari haqida signal bering, keyin 2t vaqtida ular yana startda chiziq hosil qiladi. Spin rezonansida yuguruvchilarning rolini magnit maydon atrofida bir oz boshqacha chastotalar bilan bosib o'tuvchi ("yugurish") zarrachalarning aylanish momentlari o'ynaydi. Spin echo kvant elektronikasida keng qo'llaniladi.

Guruch. o'n besh. X o'qi (a) bo'ylab va x va z o'qlari (b) bo'ylab to'lqin o'tkazgich plyonkasida magnitlanish yo'nalishining o'zgaruvchan o'zgarishi bilan magnit-optik to'lqin o'tkazgichlar; o'qlar magnitlanish yo'nalishlarini ko'rsatadi.

Xuddi shunday tajriba fotonlar bilan ham amalga oshirilishi mumkin. 16a-rasmda ko'rsatilgan tajriba sxemasini ko'rib chiqamiz. U va V elementlari bir xil qalinlikdagi ikkita bir xil ikki sindiruvchi kristallardir. Kristalning x va y o'qlariga 45° burchak ostida chiziqli qutblangan U muhitning kirish qismiga polixromatik yorug'lik nuri tushsin. U kristalldan chiqishda nurning har bir spektral komponenti umumiy holatda elliptik polarizatsiyaga ega bo'ladi. Butun yorug'lik nuri umuman dispersiya tufayli depolarizatsiya qilinadi. Ushbu qutblanish holati Hahn aks-sadosidagi ikkinchi impuls ta'siridan oldin makroskopik magnit momentning to'liq yo'qolishiga o'xshaydi. Agar V kristallning oʻqlari kristall U oʻqlariga nisbatan 90° ga aylantirilsa, ikkinchi kristallda yorugʻlikning tarqalishi natijasi kristalldan chiqishda yorugʻlik qutblanish holatining toʻliq tiklanishi boʻladi. V, ya'ni. polixromatik nur yana chiziqli qutblangan bo'ladi.

Guruch. 16. Fazoviy foton aks sadosini kuzatish bo'yicha tajriba geometriyasi; umumiy sxema (a), elektro-optik kristalldan foydalanganda (b) va anizotropik optik to'lqin o'tkazgichlarda (c) .

Effektni kuzatish uchun elektro-optik kristallardan ham foydalanish mumkin. U va V elementlarning rolini keyin bir xil kristallning alohida bo'limlari o'ynashi mumkin, agar ularga o'zaro perpendikulyar yo'nalishlarda elektr maydoni qo'llanilsa (16b-rasm). Xuddi shunday ta'sir TE va TM rejimlari birlashtirilgan anizotropik optik to'lqin o'tkazgichlarda ham mumkin (16c-rasm). Optik to'lqin o'tkazgichlarda ta'sir kuchli dispersiya tufayli aniq bo'ladi va tajriba tor spektral diapazonda o'tkazilishi mumkin.

* * *

Maqolani taniqli tarixiy anekdot bilan yakunlamoqchiman. Angliya qirolichasi Faradayning elektromagnetizm sohasidagi kashfiyotlari bilan tanishib, ulardan amaliy foydalanish haqida so'radi. Faraday bunga javoban: "Janob hazratlari, yangi tug'ilgan chaqaloqning kelajakdagi yutuqlari haqida nima deyishimiz mumkin?"

11. Zvezdin A.K. Fizika bo'yicha qisqacha ma'lumotlar FIAN. 2002. V.12. 37-50-betlar.

12. Klyshko D.N. Kvant elektronikasining fizik asoslari. M., 1986 yil.

13. Zvezdin A.K., Kotov V.A. Yupqa plyonkalarning magnit-optikasi. M., 1988; Zvezdin A.K., Kotov V.A. Zamonaviy magnitoptika va magnitoptik materiallar // IOP nashriyoti. 1997. Bristol va Filadelfiya.

14. Axmediev N.N., Zvezdin A.K.// Optika va spektroskopiya. 1989. V.65. 487-489-betlar.