til-som-med-3.html
vb 504544 DTU bog
4 / 54
denne puls med glasset og nye bølgelængder bliver skabt; i de far
ved
e rammer i figur 3 ses billeder af lyset
ved
udgangen af fiberen
ved
nye bølgelængder. i denne lysleder dannes der i alt fire nye bølgelængder svarende
til
to forskellige firebølgeblandingsprocesser: to fotoner
ved
1064 nanometer er destrueret
ved
at skabe en foton
ved
995 nanometer og 1145 nanometer, og to fotoner
ved
1064 nanometer er destrueret
ved
at skabe en foton
ved
848 og 1425 nanometer. processen er illustreret i figur 4. fotonerne med bølgelængderne 848 og 1425 nanometer dannes først i fiberen. e?er et længere stykke fiber dannes også lys
ved
995 og 1145 nanometer. som set i figur 3, vil 995 og 1145 nanometer dannes med samme lysfordeling i kernen som 1064 nanometer laserpulsen, 848 og 1425 nanometer dannes med en anderledes lysfordeling (den samme som illustreret på figur 7(b)). dette skyldes fase
til
pasningen er opfyldt for netop disse lysfordelinger. denne proces
kan
bruges
til
at skabe nye bølgelængder, der
kan
anvendes i fluorescens spektroskopi. firebølgeblanding
til
ubrydelig sikker kommunikation en helt anden anvendelse af ulineær fiberoptik er informa- tionsudveksling. verdens behov for hurtig kommunikation vokser med stor hastighed og herunder også nødvendig- heden af at kunne sikre sine data imod at blive opsnappet af fremmede, der lytter med på linjen. i dag gøres dette
ved
at kryptere sine data, sådan at der skal bruges en nøgle
til
at læse dem, men denne nøgle
kan
stjæles, og derfor er det muligt for fremmede at bryde ind i privat information, uden at ejeren har kendskab
til
det. en potentiel løsning på dette problem er at sende information mellem to personer
ved
at distribuere den hemmelige nøgle i en såkaldt kvante
til
stand. denne metode benytter kvanteme
kan
ik
til
at sikre, at kommunikationen af nøglen er 100 procent ubrydelig, og at ejeren
til
med vil vide besked, hvis nogen forsøger at
til
gå nøglen: fuldstændig sikker kommuni- kation
kan
altså blive en realitet i fremtiden. for at kunne benytte kvante
til
stande af lys i optisk kommunikation kræves det, at man er i stand
til
at detektere lyset effektivt, og at man
kan
konvertere det
til
andre ønskede bølgelængde
kan
aler, som anvendes
ved
langdistancetransmission. et problem er dog, at information skal transmitteres
ved
infrarøde bølge- længder, hvor optiske transmissionsfibre (figur 2
til
venstre) har det laveste tab af lysintensitet, mens nutidens detektorer
til
at måle lys er mest effektive
ved
synlige bølgelængder. figur 4: illustration af firebølgeblandingsprocessen i en optisk fiber. energien fra fotonen
ved
1064 nm bliver konverteret
til
lysk- vanter af andre bølgelængder. 848 nm og 1425 nm vil først dannes i fiberen, derefter vil 995 nm og 1145 nm dannes. fakta-boks om fase
til
pasning fase
til
pasning er et krav for at opnå effektiv firebølgeblanding og
kan
forstås sådan, at hastighederne hvormed lyset udbreder sig i materialet under firebølgeblandingen, skal være bevaret. fase
til
pasning for lys
kan
altså forstås på samme måde som impulsbevarelse fra klassisk me
kan
ik. lysets udbredelseshastighed a?ænger af materialets brydningsindeks, og brydningsin- dekset a?ænger af lysets bølgelængde og dette forskelligt i forskellige typer lysledere. da der altid indgår mindst tre forskellige bølgelængder i firebølgeblanding, er det som regel meget kompliceret at designe en lysleder, sådan at fase
til
pasning opnås
ved
de ønskede bølge- længder. i modsætning
til
energibevarelse, som er et definitivt krav, er fase
til
pasning en mere løs forudsætning, der
kan
formuleres som hvor n 1-4 er brydningsindekserne
ved
bølge- længderne ? 1-4 . cirka-lig-med-tegnet betyder at firebølgeblandingen godt
kan
forløbe selvom resultatet ikke er et eksakt nul, men den er i så fald mindre effektiv. fakta boks om fase
til
pasning fase
til
pasning er et krav for at opnå effektiv firebølgeblanding og
kan
forstås sådan, at hastighederne hvormed lyset udbreder sig i materialet under firebølgeblandingen, skal være bevaret. fase
til
pasning for lys
kan
altså forstås på samme måde som impulsbevarelse fra klassisk me
kan
ik. lysets udbredelseshastighed afhænger af materialets brydningsindeks, og brydningsindekset afhænger af lysets bølgelængde og dette forskelligt i forskellige typer lysledere. da der altid indgår mindst tre forskellige bølgelængder i firebølgeblanding, er det som regel meget kompliceret at designe en lysleder, sådan at fase
til
pasning opnås
ved
de ønskede bølgelængder. i modsætning
til
energibevarelse, som er et definitivt krav, er fase
til
pasning en mere løs forudsætning, der
kan
formuleres som !"# $ % $ + !"# ' % ' ? !"# ) % ) ? !"# * % * ?0 hvor n 1 4 er brydningsindekserne
ved
bølgelængderne ? 1 4. cirka lig med tegnet betyder at firebølgeblandingen godt
kan
forløbe selvom resultatet ikke er et eksakt nul, men den er i så fald mindre effektiv. fakta boks om firebølgeblanding ikke lineære vekselvirkninger mellem lys og materialer
kan
opnås, når lysintensiteten bliver ekstrem høj, og de er karakteriseret
ved
at mere end to fotoner indgår i den samme proces. en type ikke lineær proces, hvori fire fotoner vekselvirker med bundne elektroner i materialet, kaldes firebølgeblanding. firebølgeblanding observeres f.eks.
ved
at to fotoner med hver sin energi (bølgelængde) destrueres og skaber to nye fotoner med andre energier. energierne af de nye fotoner er bestemt af processens energibevarelse, -. % ) + -. % * = -. % $ + -. % ' hvor h er plancks konstant, c er lysets hastighed, og ? 1 4 er bølgelængderne af fotonerne. firebølgeblanding
kan
også være en foton, der bliver
til
tre, eller omvendt. 4 at udvælge regnbuens farver
det-til-ved-5.html