Optikai heterodin detektálás

Szerkesztés alatt!

Elméleti összefoglaló

A hullám fogalma – a fény mint hullám

A fény, mint ismeretes, az elektromágneses tér hullámjelensége. Jellemző rezgési frekvenciája a 10¹⁴ Hz körüli tartományba esik. Az a fizikai mennyiség, amelynek terjedését egyszerűen fénynek nevezzük, az elektromos és mágneses térerősség. Tehát a fényben az elektromos és a mágneses tér változásai terjednek. Tekintsünk egy, a tárgyalás szempontjából egyszerű, lineárisan polarizált harmonikus síkhullámot. A síkhullám elnevezés onnan ered, hogy az azonos térerősségű pontok egy adott pillanatban egy síkon helyezkednek el. A síkhullám kifejezése:

$\[E\left( {{\bf{r}},t} \right) {{=}} {E_0}\cos \left( {\omega t - {\bf{kr}}} \right)\]$

ahol E₀ az elektromos hullám amplitúdója, k a hullámszám vektor, $\setbox0\hbox{$\omega {{=}} 2\pi \cdot f$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ az elektro-mágneses hullám körfrekvenciája, „f” pedig a frekvenciája. Egyszerű megfontolásokból a hullám terjedési sebessége k-val és $\setbox0\hbox{$\omega $}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$-val kifejezhető:

 

$\[{{c = \frac{\omega }{\left| k \right|}}}\]$

(2)

A „k” helyett a gyakorlatban $\setbox0\hbox{$\lambda {{=}} \frac{2\pi}{k}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$-t szokás használni, amelyet hullámhossznak nevezünk. Így az egyenlet ismertebb alakjában

\setbox0\hbox{$c {{=}} \lambda \cdot f}$}%
\message{//depth:\the\dp0//}%
\box0%

. Az (1) egyenletből látszik $\setbox0\hbox{$\lambda$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ szemléletes jelentése is: azt a k vektor irányában mért legkisebb távolságot jelenti, amely szerint a térerősség periodikusan változik.

Mérési feladatok

• Optikai heterodin detektálás és alkalmazásai