Hele bladet i pdf-format - Gamma - Niels Bohr Institutet

More documents

Recommendations

Info

Superkontinuum - et glimt fra en eksperimentel ph.d. <strong>Gamma</strong> 150 Modulationsinstabilitet forklares som regel af teoretikere ved at vise ligningen for udbredelsen af laserlys ved konstant intensitet og vise, at den tilhørende løsning ikke er stabil ved pertubationer, hvis dispersionen er anormal. Jævnt sagt er det de samme effekter, som vi tidligere forklarede kunne give stabile solitoner, der gør, at de sm˚a lokale fluktuationer, som altid er i intensiteten (nærmest sm˚a pulser), vil forstærkes og derfor lede til at lyset bryder op i solitoner. Modulationsinstabilitet findes i mange fysiske systemer og forekommer fx ogs˚a i fluidmekanik og plasmafysik. Der kan være mange andre ulineære effekter involveret i at brede lyset ud end dem nævnt ovenfor. Blandt andet dispersive bølger (Cerenkov str˚aling), som har en del af ansvaret for den bl˚a del af superkontinuumet, og firebølgeblanding, som opst˚ar, n˚ar to fotoner udveksler energi og skaber to nye, én ved højere energi og én ved lavere energi. Firebølgeblanding forklares mere indg˚aende til slut i denne artikel. Man kan ogs˚a læse mere om disse og andre effekter i [3] og i bogen Nonlinear Fiber Optics[2]. Findes solitoner ogs˚a p˚a verdenshavene? Nature bragte i december 2007 en artikel om s˚akaldte “rogue waves,“ kæmpebølger, der ind i mellem opst˚ar p˚a havet som ud af ingenting. Artiklen udforsker, om disse kæmpebølger m˚aske opst˚ar p˚a samme m˚ade som solitoner i optiske bølgeledere [4]. Forfatterne har m˚alt sjældne solitoner, som de kalder “optical rogue waves,“ der somme tider kan findes i optiske fibre, selvom intensiteten i det laserlys, man bruger, egentlig ikke burde være stærkt nok til at skabe dem. De foresl˚ar, at mekanismen er den samme som den, der pludselig skaber en kæmpebølge p˚a et ellers roligt hav. Den bølge, man observerer i fiberen, har nemlig mange ligheder med kæmpe-havbølgerne: De opst˚ar ud fra sm˚a tilfældige fluktuationer og er meget brede spektralt, men til gengæld ogs˚a meget korte. Kæmpebølgerne til havs sammenlignes med vægge af vand, mens de optiske “kæmpebølger“ minder meget om solitoner. Forfatterne har bekræftet den direkte observation af de optiske kæmpebølger ved simuleringer og har fundet flere paralleller til vandbølger. Man ved endnu ikke ret meget om, hvordan kæmpebølgerne opst˚ar i vand, og hvordan de evt. kan forudsiges, men meget tyder p˚a, at viden 22
<strong>Gamma</strong> 150 Rebecca B. Ettlinger og Peter M. Moselund om solitoner kan være med til at give et fingerpeg. Superkontinuum til OCT P˚a DTU-Risø forsker man pt. i, hvordan man kan benytte superkontinuum til optisk kohærenstomografi (OCT). OCT bruger lys til at undersøge f.eks. øjets nethinde eller hudens yderste lag efter samme princip som ultralyd: Man sender lys ind mod overfladen, m˚aler refleksionen og danner et billede af, hvad der er under overfladen. Dette kan ogs˚a bruges til f.eks. at undersøge blod˚arer for forkalkning. Til OCT vil man gerne have et spektrum, der er s˚a bredt som muligt omkring bestemte bølgelængder, men samtidig har meget lidt støj. Jo bredere spektret er, jo bedre bliver opløsningen af tomografiet nemlig i dybden, men samtidig er man begrænset af, at vævet kun transmitterer lys af bestemte farver. Derfor er det spektrum, man skal bruge i OCT, bredt sammenlignet med de fleste normale lyskilder, men ret smalt sammenlignet med de fleste superkontinua. Da ændringerne af vævets optiske egenskaber ned igennem huden til gengæld er meget sm˚a, er det nødvendigt at udvikle superkontinuum kilder, hvor der er meget lidt støj i lyset. Genereringen af lyset i de fleste kommercielle superkontinuum kilder bliver startet af den tilfældige og derfor støjende modulationsinstabilitet. Derfor er m˚alet med udviklingen af lyskilder til OCT at f˚a karakteriseret støjen i lyset og at finde en kombination af lasere og fotoniske krystalfibre, som giver mindst mulig støj. Hvis du har interesse i dette, udbydes der i øjeblikket et afgangsprojekt inden for dette omr˚ade p˚a Risø. Skræddersyet superkontinuum En anden del af den nyeste forskning p˚a DTU har drejet sig om, hvordan man kan forbedre superkontinuum til mikroskopering, og her kommer Peters ph.d. ind. I mikroskopi bruges superkontinuum til at eksitere de selvlysende markører til flourescensmikroskopi. Her er det ikke praktisk at bruge en almindelig laser, da forskellige markører skal eksiteres med 23
Page 1 and 2: Gamma Γ Tidsskrift for fysik • S
Page 3 and 4: Fortale Kære læser Sommeren har s
Page 5 and 6: Gamma 150 Nyheder og meddelelser Ud
Page 7 and 8: Gamma 150 Nyheder og meddelelser de
Page 9 and 10: Gamma 150 Stephan Schwarz Figur 1:
Page 11 and 12: Gamma 150 Stephan Schwarz from the
Page 13 and 14: Gamma 150 Stephan Schwarz ment, alt
Page 15 and 16: Gamma 150 NOTES helpful comments on
Page 17 and 18: Gamma 150 NOTES [5] George de Heves
Page 19 and 20: Gamma 150 Rebecca B. Ettlinger og P
Page 21: Gamma 150 Rebecca B. Ettlinger og P
Page 31 and 32: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen F
Page 33 and 34: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen d
Page 35 and 36: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen W
Page 37 and 38: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen A
Page 39 and 40: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen A
Page 41 and 42: Gamma 150 Peter Bjødstrup Jensen (
Page 43 and 44: —Paradokser og Opgaver Katrine Ru
Page 45 and 46: Gamma 150 Paradokser og opgaver n +
Page 48: Afsender: Returneres ved varig adre

Hele bladet i pdf-format - Gamma - Niels Bohr Institutet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?